一种基于合金化层的激光熔覆方法与流程

本发明属于激光加工制造领域，具体是一种基于合金化层的激光熔覆方法。

背景技术：

1、激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、 抗氧化及电器特性等的工艺方法，是近年来发展迅速的表面处理技术。但通过激光熔覆方法得到的熔覆层与铸铁基体的结合强度不够，容易产生开裂、气泡等缺陷，影响激光熔覆层的使用寿命。

技术实现思路

1、为克服现有激光熔覆方法存在的技术缺陷，本发明提供一种基于合金化层的激光熔覆方法，所采取的技术方案是：

2、一种基于合金化层的激光熔覆方法，适于在灰铸铁、球磨铸铁或蠕墨铸铁铸件上进行激光熔覆，与现有技术不同的是，在铸件铸造前、在铸件拟进行激光熔覆对应的砂型内壁部位涂敷合金浆料，涂敷后温热烘干，然后按照常规铸造方法进行浇注，合金浆料涂层经高温物化冶金反应冷却凝固后获得合金化层，对合金化层进行表面处理，最后将熔覆用合金粉末通过激光熔覆在合金化层表面上。

3、进一步地，合金浆料由合金粉末与粘结剂混合而成，粘结剂为水玻璃、酚醛树脂、磷酸二氢铝和/或聚乙烯醇。

4、进一步地，表面处理包括喷砂、磨抛和/或切削加工以去除合金化层表面的氧化物、夹渣和油污。

5、进一步地，合金化层的厚度为0.2-2mm。

6、进一步地，合金浆料的合金粉末由以下重量百分比的原料经研磨混合而成：72.53%fe、10%ni、0.35%al、1.82%si、8.6%cr、5.5%nb、1.2c%；激光熔覆用的合金粉末由以下重量百分比经研磨混合而成：59.95%fe、23%ni、0.35%al、0.82%si、0.75%ti、7.6%cr、7.5%nb、0.3c%。

7、进一步地，合金浆料的合金粉末与激光熔覆用的合金粉末组分相同，均由以下重量百分比的原料经研磨混合而成：59.95%fe、23%ni、0.35%al、0.82%si、0.75%ti、7.6%cr、7.5%nb、0.3c%。

8、进一步地，激光熔覆工艺参数为：激光输出功率1.2～2.0kw，扫描速度1～7mm/s，送粉速率：0.2-0.4r/min，光斑直径φ4.2mm。

9、与现有技术相比，本发明在铸件表面合金化后的部位进行激光熔覆，由于铸件表面形成的合金层隔离了石墨，避免了石墨参与到激光熔覆高温熔池中形成的气孔、裂纹、脆硬碳化物等组织缺陷，有效提高了铸铁件表面激光熔覆层的结合强度及功能特性。

技术特征：

1.一种基于合金化层的激光熔覆方法，适于在灰铸铁、球磨铸铁或蠕墨铸铁铸件上进行激光熔覆，其特征在于，在铸件铸造前、在铸件拟进行激光熔覆对应的砂型内壁部位涂敷合金浆料，涂敷后温热烘干，然后按照常规铸造方法进行浇注，合金浆料涂层经高温物化冶金反应冷却凝固后获得合金化层，对合金化层进行表面处理，最后将熔覆用合金粉末通过激光熔覆在合金化层表面上。

2.根据权利要求1所述的一种基于合金化层的激光熔覆方法，其特征在于，合金浆料由合金粉末与粘结剂混合而成，粘结剂为水玻璃、酚醛树脂、磷酸二氢铝和/或聚乙烯醇。

3.根据权利要求1所述的一种基于合金化层的激光熔覆方法，其特征在于，表面处理包括喷砂、磨抛和/或切削加工以去除合金化层表面的氧化物、夹渣和油污。

4.根据权利要求1所述的一种基于合金化层的激光熔覆方法，其特征在于，合金化层的厚度为0.2-2mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于合金化层的激光熔覆方法，其特征在于，合金浆料的合金粉末由以下重量百分比的原料经研磨混合而成：72.53%fe、10%ni、0.35%al、1.82%si、8.6%cr、5.5%nb、1.2c%；激光熔覆用的合金粉末由以下重量百分比的原料经研磨混合而成：59.95%fe、23%ni、0.35%al、0.82%si、0.75%ti、7.6%cr、7.5%nb、0.3c%。

6.根据权利要求1所述的一种基于合金化层的激光熔覆方法，其特征在于，合金浆料的合金粉末与激光熔覆用的合金粉末组分相同，均由以下重量百分比的原料经研磨混合而成：59.95%fe、23%ni、0.35%al、0.82%si、0.75%ti、7.6%cr、7.5%nb、0.3c%。

7.根据权利要求1所述的一种基于合金化层的激光熔覆方法，其特征在于，激光熔覆工艺参数为：激光输出功率1.2～2.0kw，扫描速度1～7mm/s，送粉速率：0.2-0.4r/min，光斑直径φ4.2mm。

技术总结
本发明属于激光加工制造领域，具体是一种基于合金化层的激光熔覆方法，适于在灰铸铁、球磨铸铁或蠕墨铸铁铸件上进行激光熔覆，在铸件铸造前、在铸件拟进行激光熔覆对应的砂型内壁部位涂敷合金浆料，涂敷后温热烘干，然后按照常规铸造方法进行浇注，合金浆料涂层经高温物化冶金反应冷却凝固后获得合金化层，对合金化层进行表面处理，最后将熔覆用合金粉末通过激光熔覆在合金化层表面上。与现有技术相比，本发明在铸件表面合金化后的部位进行激光熔覆，由于铸件表面形成的合金层隔离了石墨，避免了石墨参与到激光熔覆高温熔池中形成的气孔、裂纹、脆硬碳化物等组织缺陷，有效提高了铸铁件表面激光熔覆层的结合强度及功能特性。

技术研发人员：孙福臻,姜波
受保护的技术使用者：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12