本发明的轴套轴瓦多层圆环结构示意图。
[0016]图2为本发明的轴套轴瓦圆环多道结构示意图。
[0017]图3为316L材料的磨损试样磨损形貌。
[0018]图4为实施例1的磨损试样磨损形貌。
[0019]1.WC颗粒；2.金属磨肩
图5为实施例2的磨损试样磨损形貌。
[0020]图6为316L材料的Zn腐蚀截面组织结构图。
[0021]3.锌；4.316 基体
图7为实施例1 Zn腐蚀截面组织结构图。
[0022]3.锌；5.WC ;6.基体
图8为316L材料的Al腐蚀组织结构截面图。
[0023]7.铝；8.渗透铝；6.基体
图9为实施例2的Al腐蚀组织结构截面图。
[0024]7.铝；8.渗透铝；9.熔覆层。
【具体实施方式】
[0025]将20~120 μπι的316L不锈钢粉末与碳化钨粉末，按照重量比70:30混合均匀，将钢板(300 X 300 X 20mm)打磨除锈，丙酮擦拭除油，将Φ 120 X 160 X 10的轴套分割成80层圆环，层厚为2mm，每层分割成4道搭接，搭接率50% ;调整激光器参数为3000W，光斑尺寸5mm，送粉量为10g/min，进行多道和多层激光熔覆；最后用数控车床将轴套加工成光滑表面。
[0026]实施例1
分别称取1400克316L不锈钢粉末，600克WC粉，在研磨钵中充分混合均匀，加入到送粉器中，调整送粉量为15g/min ;将Φ 120 X 160 X 10的轴套分割成160层圆环，层厚为1mm，每层分割成5道搭接，搭接率50% ;激光器参数为3000W，光斑尺寸4mm，熔覆速度为600mm/
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[0027]实施例2
将20~120 μ m的Co40粉末与Cr3C2_NiCr粉末，按照重量比50: 50混合均匀，将钢板(300X 300X 20mm)打磨除锈，丙酮擦拭除油，将Φ 146X90X10的轴瓦分割成45层圆环，层厚为2mm，每层分割成4道搭接，搭接率50% ;调整激光器参数为3000W，光斑尺寸5mm，送粉量为10g/min，进行多道和多层激光熔覆；最后用数控车床将轴瓦加工成光滑表面。
[0028]实施例3
分别称取1000克Co40粉末，1000克Cr3C2-NiCr粉末，在研磨钵中充分混合均匀，加入送粉器中，调整送粉量为15g/min;将Φ 146X90X10的轴套分割成45层圆环，层厚为2mm，每层分割成4道搭接，搭接率40% ;激光器参数为4000W，光斑尺寸6.2mm，熔覆速度为400mm/mino
[0029]316L是常用的轴套轴瓦材料，因此与其比较了耐磨性能和耐Zn、Al腐蚀性能，316L试样磨损失重量为0.3764g，激光熔覆316L-WC失重量为0.0126g，激光熔覆Co40-Cr3C2失重量为0.0251g，激光熔覆层耐磨性是316L材料耐磨性的15~30倍，从图3、4、5的比较可以看出，316L发生了强烈的切削磨损和疲劳磨损，而激光熔覆Co40-Cr3C2熔覆层仅发生了细微的磨损，激光熔覆316L-WC由于WC耐磨颗粒的存在，减少了磨损；激光熔覆316L-WC熔覆层与316L材料耐熔融Zn液腐蚀性能比较见图6、7，可以看出316L材料发生了溶解腐蚀，而激光熔覆316L-WC熔覆层由于WC颗粒与Zn不浸润而降低了腐蚀，从而起到保护作用；激光熔覆Co40-Cr3C2熔覆层与316L材料耐熔融Al液腐蚀性能比较见图8、9，可以看出，Al在316L材料表面黏附区域大于激光熔覆层，浸入并形成了约200 μπι的渗Al层，而在激光熔覆Co40-Cr3C2熔覆层表面黏附区域小，仅渗入100 μ m左右的深度，因此耐Al腐蚀性能至少提高一倍；综合来讲，激光熔覆层具有较好的耐Zn、Al腐蚀和耐磨性能。制作了沉没辊的轴套部件，使用效果比316L不锈钢材料的部件寿命提高一倍以上。
【主权项】
1.一种沉没辊轴套轴瓦的激光3D打印制造方法，其特征是由以下步骤组成:①将金属基板加工平整，厚度多20mm，尺寸为轴套轴瓦直径的2倍以上，并用丙酮擦拭除油；②将粉末加入送粉器中，激光器功率1000?5000W ;③送粉量为5?50g/min，采用Ar气或N2气送粉，将粉末送入激光同轴熔覆头中；④将轴套轴瓦图纸分割成多层同心圆环，层厚为0.2?5mm，将每层同心圆环分成多个圆环，宽度为I?6mm ;⑤经过同轴恪覆头聚焦后的激光束宽度为I?10mm，设置熔覆头相对于工件的移动速度为100?1000mm/min ;⑥采用搭接熔覆，控制搭接率为20?60%，熔覆多个同心圆环，完成后，将熔覆头向上移动多层圆环厚度的距离；⑦从基板上开始熔覆，然后重复⑥的工作，直至完成整个轴套轴瓦的熔覆；⑧去掉基板，即得到所述沉没辊轴套轴瓦。
2.根据权利要求1所述的沉没辊轴套轴瓦的激光3D打印制造方法，其特征是所述粉末为Fe基、Ni基或Co基中的一种或多种金属粉末与耐熔融Zn、Al腐蚀的W、Mo、碳化物或氮化物的混合物，粒度分布为20?150 μ m。
3.根据权利要求1或2所述的沉没辊轴套轴瓦的激光3D打印制造方法，其特征是所述金属粉末含量为40?70%wt，W、Mo、碳化物或氮化物含量为30?60%wt。
【专利摘要】一种沉没辊轴套轴瓦的激光3D打印制造方法。其特征是由以下步骤组成：将金属基板加工平整，并用丙酮擦拭除油；激光器功率1000～5000W，送粉量为5～50g/min，将粉末送入激光同轴熔覆头中；将轴套轴瓦图纸分割成多层同心圆环，将每层同心圆环分成宽度1～6mm的多个圆环；经过同轴熔覆头聚焦后的激光束宽度为1～10mm，设置熔覆头相对于工件的移动速度为100～1000mm/min；控制搭接率为20～60%；从基板开始，进行多个和多层圆环的熔覆，直至完成整个轴套轴瓦的熔覆；去掉基板，即得到所述沉没辊轴套轴瓦。本发明解决了高合金材料熔炼难度大、容易偏析、需要模具的问题，方便实用，可靠性高。该发明实现了耐熔融Zn、Al腐蚀和磨损的沉没辊轴套轴瓦的工业化生产。
【IPC分类】B22F3-105, B22F1-00, B22F5-10
【公开号】CN104525945
【申请号】CN201410838675
【发明人】李福海, 陈兴驰, 佟鑫, 代明江, 邓畅光, 马文有
【申请人】广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月30日