專利名稱：激光修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的材料和制法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的材料和制法及應(yīng)用，特別是用于高硬度航空發(fā)動機制件報廢模具激光熔覆修復(fù)的合金粉末材料及其制作方法以及它的應(yīng)用，屬于冶金技術(shù)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，用于發(fā)動機制件報廢模具修復(fù)的工藝方法主要有熱噴涂和激光修復(fù)。由于熱噴涂工藝修復(fù)的涂層存在空洞、氣孔等冶金缺陷，同時，熱噴涂層與基材之間為機械或半機械結(jié)合，結(jié)合強度較低，在使用過程中易發(fā)生脫落現(xiàn)象，限制了它的應(yīng)用范圍。而激光熔覆修復(fù)的涂層具有組織細(xì)小、無孔洞、涂層熔覆厚度可控、涂層與基材呈冶金結(jié)合、結(jié)合強度高等特點。但是激光熔覆修復(fù)的合金粉末材料均是借用傳統(tǒng)的熱噴涂材料，這種材料在激光熔覆過程中，極易在涂層中產(chǎn)生較大的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力進而導(dǎo)致開裂現(xiàn)象。因此，研發(fā)專用于激光熔覆修復(fù)的合金粉末材料成了激光修復(fù)行業(yè)中亟待解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的材料和制法及應(yīng)用。本發(fā)明所用的合金粉末材料流動性好，并添加了強碳化物形成元素，可用于報廢的高硬度低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件的激光熔覆修復(fù)，而且激光熔覆后所形成的涂層中無裂紋孔洞產(chǎn)生，從而大大降低了熔覆層的開裂敏感性。
本發(fā)明是這樣構(gòu)成的激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料，按照重量組分計算它是由C 0.2～0.5份、Cr 10～20份、Si 1.8～3.4份、B 1.5～2.8份、Fe66～78份、Ni 2.5～3.4份、Mo 0～2份和V 0～2份組成的。
具體的說按照重量計算它是由C 0.3公斤、Cr 13公斤、Si 2.0公斤、B 2.5公斤、Fe 77公斤、Ni 3.2公斤、Mo 1公斤和V 1公斤組成的。
本發(fā)明所述激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料的制備方法為按配方及比例稱取粒度為-140～280目的各種合金粉末，然后在研缽中研磨使之充分混合，即得產(chǎn)品。
在本方法中研磨的時間為4～8小時。若研磨時間過長則生產(chǎn)成本增加、降低效益，但是研磨時間短則這些金屬粉末不能夠充分地混合均勻，達不到最佳的使用效果。
本發(fā)明所述激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料的應(yīng)用制得的合金粉末材料可用于報廢的高硬度低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件的激光熔覆修復(fù)。
具體地說，將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機制件報廢模具或報廢的低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝2～4KW，掃描速度V＝2～8mm/s，光斑尺寸d＝2.5～3.5mm的條件下，進行激光修復(fù)。比較好的應(yīng)用條件是將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機制件報廢模具或報廢的低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝3.5KW，掃描速度V＝3mm/s，光斑尺寸d＝4mm的條件下，進行激光修復(fù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所用材料為非晶合金體系，非晶合金可以降低激光熔覆過程中涂層的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，因此，本發(fā)明合金粉末材料經(jīng)激光熔覆后，所形成的涂層中無裂紋孔洞產(chǎn)生，從而大大降低了熔覆層的開裂敏感性。而且本發(fā)明所用的合金粉末材料流動性好，并添加了強碳化物形成元素Mo和/或V，熔覆過程中形成硬度極高的MoC、VC，這些碳化物彌散分布在材料中，起到增強材料整體硬度和強度的作用，適用于報廢的一系列較高硬度(HRC＝50～60)的低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件的激光熔覆修復(fù)。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例1激光熔覆修復(fù)高硬度的發(fā)動機葉片鍛壓模具或低碳鋼制件的合金粉末材料，由C 0.3公斤、Cr 14公斤、Si 2.0公斤、B 2.5公斤、Fe 76公斤、Ni 3.2公斤、Mo1公斤和V 1公斤組成。按配方及比例稱取粒度為-20～160目的各種合金粉末，然后在研缽中研磨6小時使之充分混合，制得產(chǎn)品。
將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機葉片鍛壓模具或低碳鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝3.5KW，掃描速度V＝3mm/s，光斑尺寸d＝3mm的條件下，進行激光修復(fù)。
本發(fā)明的實施例2激光熔覆修復(fù)高硬度的發(fā)動機彎頭件鍛壓模具或中碳鋼制件的合金粉末材料，由C 0.2公斤、Cr 18公斤、Si 1.8公斤、B 1.5公斤、Fe 74公斤、Ni 2.5公斤和Mo 2公斤組成。按配方及比例稱取粒度為-140～40目的各種合金粉末，然后在研缽中研磨4小時使之充分混合，制得產(chǎn)品。
將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機彎頭件鍛壓模具或中碳鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝2KW，掃描速度V＝2mm/s，光斑尺寸d＝2.5mm的條件下，進行激光修復(fù)。
本發(fā)明的實施例3激光熔覆修復(fù)高硬度的發(fā)動機環(huán)軋件鍛壓模具或低碳合金鋼制件的合金粉末材料，由C 0.4公斤、Cr 20公斤、Si 3.4公斤、B 2.8公斤、Fe 68公斤、Ni 3.4公斤和V 2公斤組成。按配方及比例稱取粒度為100～280目的各種合金粉末，然后在研缽中研磨8小時使之充分混合，制得產(chǎn)品。
將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機環(huán)軋件鍛壓模具或低碳合金鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝4KW，掃描速度V＝8mm/s，光斑尺寸d＝3.5mm的條件下，進行激光修復(fù)。
本發(fā)明的實施例4激光熔覆修復(fù)高硬度的發(fā)動機葉輪鍛壓模具或中碳合金鋼制件的合金粉末材料，由C 0.5公斤、Cr 10公斤、Si 3.2公斤、B 2.2公斤、Fe 78公斤、Ni 3.1公斤、Mo 2公斤和V 1公斤組成。按配方及比例稱取粒度為0～180目的各種合金粉末，然后在研缽中研磨5小時使之充分混合，制得產(chǎn)品。
將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機葉輪鍛壓模具或中碳合金鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝3KW，掃描速度V＝5mm/s，光斑尺寸d＝3mm的條件下，進行激光修復(fù)。
本發(fā)明的實施例5激光熔覆修復(fù)高硬度的發(fā)動機環(huán)形件鍛壓模具或低、中碳鋼制件的合金粉末材料，由C 0.4公斤、Cr 20公斤、Si 3.4公斤、B 2.8公斤、Fe 66公斤、Ni 3.4公斤、Mo 2公斤和V 2公斤組成。按配方及比例稱取粒度為-140～280目的各種合金粉末，然后在研缽中研磨7小時使之充分混合，制得產(chǎn)品。
將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機環(huán)形件鍛壓模具或低、中碳合金鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝2.5KW，掃描速度V＝7mm/s，光斑尺寸d＝3.5mm的條件下，進行激光修復(fù)。
本發(fā)明合金粉末材料所能修復(fù)的模具或制件的硬度HRC＝50～60。
權(quán)利要求
1.激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料，其特征在于按照重量組分計算它是由C 0.2～0.5份、Cr 10～20份、Si 1.8～3.4份、B 1.5～2.8份、Fe 66～78份、Ni 2.5～3.4份、Mo 0～2份和V 0～2份組成的。
2.按照權(quán)利要求1所述的激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料，其特征在于按照重量計算它是由C 0.3公斤、Cr 13公斤、Si 2.0公斤、B 2.5公斤、Fe 77公斤、Ni 3.2公斤、Mo 1公斤和V 1公斤組成的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料的制備方法，其特征在于按配方及比例稱取粒度為-140～280目的各種合金粉末，然后在研缽中研磨使之充分混合，即得產(chǎn)品。
4.按照權(quán)利要求3所述的激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料的制備方法，其特征在于研磨的時間為4～8小時。
5.如權(quán)利要求1或2所述的激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料的應(yīng)用，其特征在于制得的合金粉末材料用于報廢的高硬度低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件的激光熔覆修復(fù)。
6.按照權(quán)利要求5所述的激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料的應(yīng)用，其特征在于將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機制件報廢模具或報廢的低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝2～4KW，掃描速度V＝2～8mm/s，光斑尺寸d＝2.5～3.5mm的條件下，進行激光修復(fù)。
7.按照權(quán)利要求6所述的激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的合金粉末材料的應(yīng)用，其特征在于將制得的合金粉末材料置于需要修復(fù)的高硬度發(fā)動機制件報廢模具或報廢的低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件缺陷位置，在激光輸出功率P＝3.5KW，掃描速度V＝3mm/s，光斑尺寸d＝3mm的條件下，進行激光修復(fù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光熔覆修復(fù)高硬度發(fā)動機制件報廢模具的材料和制法及應(yīng)用，按照重量組分計算它是由C 0.2～0.5份、Cr 10～20份、Si 1.8～3.4份、B 1.5～2.8份、Fe 66～78份、Ni 2.5～3.4份、Mo 0～2份和V 0～2份組成的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明工藝條件下，激光熔覆粉末材料后，所形成的涂層中無裂紋孔洞產(chǎn)生，從而大大降低了熔覆層的開裂敏感性。而且本發(fā)明所用的合金粉末材料流動性好，并添加了強碳化物形成元素Mo和/或V，可用于報廢的一系列較高硬度(HRC＝50～60)的低、中碳鋼或低、中碳合金鋼制件的激光熔覆修復(fù)。
文檔編號B23K26/34GK101054667SQ20071020063
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者劉其斌, 李寶增, 朱維東 申請人:貴州光谷海泰激光技術(shù)有限公司