一种高炉风口套表面耐磨抗热复合涂层的激光熔焊方法

摘要

一种高炉风口套表面耐磨抗热复合涂层的激光熔焊方法，利用高功率激光器，通过激光快速扫描在高炉风口套表面激光熔焊与基体成冶金结合的良好的镍基韧性过渡层，并通过激光宽带熔覆在镍基过渡层表面制备耐磨及抗热性能优良的钴基合金。其工艺包括：(1)高炉风口套表面预处理；(2)等离子喷涂预沉积镍基打底合金；(3)高功率激光器快速熔焊镍基打底合金；(4)高功率激光器宽带熔覆钴基合金；(5)后续热处理。本发明可以抑制激光熔覆过程中由于基材与熔覆材料热物性之间的差异导致产生的组织应力。另外，在激光熔覆前、后对铜基材进行一定程度的预热以及后处理，这样通过降低温度梯度，可以一定程度上抑制熔覆层的开裂。

主权项

1.一种高炉风口套表面耐磨抗热复合涂层的激光熔焊方法，其特征在于利用高功率激光器，通过激光快速扫描在高炉风口套表面激光熔焊与基体成冶金结合的良好的镍基韧性过渡层，并通过激光宽带熔覆在镍基过渡层表面制备耐磨及抗热性能优良的钴基合金，其工艺过程如下：(1)高炉风口套表面预处理在室温下采用200～300g/l的H2SO4与100～120g/l的HCl的混合液对高炉风口套表面进行除油去锈处理；(2)等离子喷涂预沉积镍基打底合金喷涂前先将样品用丙酮清洗，然后进行喷砂粗化处理，喷涂时采用氢气做助燃气，氩气做保护气，先将喷枪火苗提高，对样品进行50-100℃预热，然后在电压55V，电流500A条件下进行等离子喷涂，预沉积打底合金涂层厚度为0.3～0.4mm；(3)高功率激光器快速熔焊镍基打底合金选用DL-HL-T10000型CO2激光器，工作台为SIEMENS数控机床，用有机玻璃烧斑法选取最佳的激光模式(低阶模)，获得稳定的等离子体弧状态，对喷涂后的高炉风口基材进行400-500℃预热，然后进行激光熔焊，具体工艺参数如下：聚焦镜f＝150，熔焊功率P＝6000W，光斑直径D＝1.8mm，扫描速度V＝4-10m/min，搭接率40-60％；(4)高功率激光器宽带熔覆钴基合金采取同步送粉方式喂入合金粉末，采用宽带熔覆方法在镍基打底合金涂层表面激光熔覆钴基合金，其参数为：熔覆功率P＝3000W，矩形光斑20×1mm2，扫描速度V＝4-10m/min，搭接率40-60％；(5)后续热处理激光宽带熔覆钴基合金后要慢速缓冷，在热处理炉中对工件进行300℃去应力退火6个小时。