一种激光熔覆强化分流锥的制备方法

摘要

一种激光熔覆强化分流锥的制备方法，其主要是对普通中低碳合金结构钢棒料按分流锥图纸加工完成后，将接触铝液的部分按尺寸减少0.5mm继续加工；配制金属陶瓷合金粉末，其化学成分质量百分比为：C0.1～0.35%、Al0.6～1.2%、Si0.7～0.9%、Cr25～29%、Co55～62%、Yb2.1～2.8%、W4.3～4.9%、余量为Fe，采用气动或重力往分流锥上送粉，利用大功率半导体激光高能量光束扫描，使得输送到位的合金粉末与分流锥基材表面金属发生快速冶金反应，对上述激光熔覆后的分流锥进行去应力退火，温度为300～500℃，保温2～4小时，然后随炉缓冷；通过数控机床完成合金强化层的精加工。本发明制备工艺简单、无污染，制备的强化分流锥寿命长，成本低。

主权项

一种激光熔覆强化分流锥的制备方法，其特征在于：（1）对普通中低碳合金结构钢棒料按分流锥图纸进行加工，对于非接触铝液的部分不进行任何处理，将接触铝液的部分按尺寸减少0.5mm继续加工，加工完成后，使用墨汁涂黑接触铝液的部分，并晾干；（2）配制金属陶瓷合金粉末，所述金属陶瓷合金粉末的化学成分质量百分比为：C0.1～0.35%、Al0.6～1.2%、Si0.7～0.9%、Cr25～29%、Co55～62%、Yb2.1～2.8%、W4.3～4.9%、余量为Fe，其粉末的粒度为120～325目；（3）用三维混粉器将上述金属陶瓷合金粉末混合2小时，混合均匀；（4）将上述加工好的分流锥固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动分流锥旋转，采用气动或者重力方式往分流锥涂黑部分送粉，粉层厚度为1.2mm；（5）利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的金属陶瓷合金粉末，半导体激光器功率P＝1000～3800W、矩形光斑2×8mm、搭接率30～50％、扫描速度V＝300～720mm/min，使得金属陶瓷合金粉末与分流锥接触铝液部分的基材表面金属发生快速冶金反应，获得均匀的1.0mm厚耐高温腐蚀磨损合金强化层；（6）对上述激光熔覆后的分流锥进行去应力退火，温度为300～500℃，保温2～4小时，然后随炉缓冷；（7）对上述退火处理后的分流锥熔覆部分采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.5mm，在分流锥接触铝液部分表面形成0.5mm厚合金强化层，并对合金强化层进行表面质量和形位公差检验，合格后交付使用，对存在表面缺陷的产品重复进行熔覆，再精加工。