一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及穿孔針及制備方法，特別是涉及一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]穿孔針通常是在1250°C?1300°C高溫條件下工作，需承受高溫摩擦、擠壓等應(yīng)力作用，工作環(huán)境極其惡劣，使用壽命短，通常最多使用四次便會報廢，生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種在高溫條件下，具有耐磨性、紅硬性及強(qiáng)韌性，激光熔覆后穿孔針在常溫狀態(tài)下表面硬度達(dá)到HRC多50，正常使用壽命至少達(dá)到47次以上的一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針及制備方法。
[0004]技術(shù)解決方案
一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針，穿孔針表面采用降低激光功率、提高掃描速度方式，熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉。
[0005]所述鈷基高鉻高鎢合金粉包括下列化學(xué)成份的重量百分比:Co 45 %?50 %、Cr28 % ?32 %、W 9 % ?12 %、Ni 2 % ?3 %、其余 Fe。
[0006]所述穿孔針工作面進(jìn)行表面激光熔覆時，控制激光熔覆參數(shù)范圍:
激光功率范圍:1500 W?4000W ；
掃描速度范圍:100 mm/mi η?600mm/mi η ；
光斑尺寸范圍:3 mm?8mm ；
鈷基高鉻高鎢合金粉送粉率范圍:0.5 g/min?12g/min ；
保護(hù)氣流量范圍:5 L/min?25L/min。
[0007]所述穿孔針適合于360MN垂直擠壓機(jī)生產(chǎn)線。
[0008]一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針的制備方法，方法步驟如下:
1)熔覆第一層:激光功率為3000W?3500W，激光掃描速度為250mm/min?300mm/min，光斑尺寸為3 mm?6mm，鈷基高絡(luò)高鶴合金粉送粉率為0.5 g/min?12g/min，保護(hù)氣流量為5 L/min?25L/min，將鈷基高鉻高鎢合金粉與基體金屬熔池順利互熔，熔覆層與基體互相擴(kuò)散，形成冶金結(jié)合，并且避免了金屬熔池的汽化，熔覆層無氣孔、裂紋缺陷；
2)熔覆第二層及后續(xù)熔覆層:以第一熔覆層為基礎(chǔ)，鈷基高鉻高鎢合金粉與金屬熔池成分一致，將激光功率為2500 W?3000W，配合300mm/min?350mm/min的激光掃描速度，光斑尺寸為3 mm?6mm，鈷基高絡(luò)高鶴合金粉送粉率為0.5 g/min?12g/min，保護(hù)氣流量為5 L/min?25L/min ;熔覆層表面光滑平整，穿孔針表面強(qiáng)化。
[0009]本發(fā)明用于360麗擠壓機(jī)用穿孔針的表面強(qiáng)化及增壽，通過降低激光功率、提高掃描速度的方式，在氬氣的保護(hù)下，采用高能量的激光束將基體金屬表面熔化并形成熔池，同時自動送粉系統(tǒng)將鈷基高鉻高鎢合金粉末送入熔池中，在高能量激光束的作用下，鈷基高鉻高鎢合金粉末和基體金屬表面共同熔化并凝固在一起，形成冶金結(jié)合的熔覆層。激光熔覆后穿孔針在常溫狀態(tài)下表面硬度達(dá)到HRC ^ 50，正常使用壽命達(dá)到47次以上，且提高了整機(jī)生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本，為工廠創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明穿孔針適合于360MN垂直擠壓機(jī)生產(chǎn)線，設(shè)計要求穿孔針必須具有較高的耐磨性、紅硬性及強(qiáng)韌性。為達(dá)到穿孔針的上述特殊性能要求，選取穿孔針采用降低激光功率、提高掃描速度的方式，表面熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉。
[0011]所述鈷基高鉻高鎢合金粉包括下列化學(xué)成份的重量百分比:Co 45 %?50 %、Cr28 % ?32 %、W 9 % ?12 %、Ni 2 % ?3 %、其余 Fe。
[0012]制備方法如下:
1)熔覆第一層:激光功率為3000W，激光掃描速度為300mm/min，光斑尺寸為4mm，鈷基高鉻高鎢合金粉送粉率為8 g/min，氬氣流量為15 L/min，將鈷基高鉻高鎢合金粉與基體金屬熔池順利互熔，熔覆層與基體互相擴(kuò)散，形成冶金結(jié)合，并且避免了金屬熔池的汽化，熔覆層無氣孔、裂紋缺陷；
2)熔覆第二層:以第一熔覆層為基礎(chǔ)，鈷基高鉻高鎢合金粉與金屬熔池成分一致，激光功率為2500 W，激光掃描速度為350mm/min，光斑尺寸為4mm，鈷基高鉻高鎢合金粉送粉率為10g/min，氬氣流量為15 L/min，熔覆層表面光滑平整，穿孔針表面強(qiáng)化。
[0013]3)后續(xù)熔覆層:均以前一熔覆層為基礎(chǔ)，鈷基高鉻高鎢合金粉與金屬熔池成分一致，激光熔覆參數(shù)均與熔覆第二層時一致。
【主權(quán)項】
1.一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針，其特征在于，穿孔針表面采用降低激光功率、提高掃描速度方式，熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針，其特征在于，鈷基高鉻高鎢合金粉包括下列化學(xué)成份的重量百分比:Co 45 %?50 %、Cr 28 %?32%、W 9 % ?12 %、Ni 2 % ?3 %、其余 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針，其特征在于，對穿孔針工作面進(jìn)行表面激光熔覆，控制激光熔覆參數(shù)范圍: 激光功率范圍:1500 W?4000W ； 掃描速度范圍:100 mm/mi η?600mm/mi η ； 光斑尺寸范圍:3 mm?8mm ； 鈷基高鉻高鎢合金粉送粉率范圍:0.5 g/min?12g/min ； 保護(hù)氣流量范圍:5 L/min?25L/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針，其特征在于，所述穿孔針適合于360MN垂直擠壓機(jī)生產(chǎn)線。
5.—種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針的制備方法，其特征在于，方法步驟如下:I)熔覆第一層:激光功率為3000 W?3500W，激光掃描速度為250mm/min?300mm/min，光斑尺寸為3 mm?6mm，鈷基高絡(luò)高鶴合金粉送粉率為0.5 g/min?12g/min，保護(hù)氣流量為5 L/min?25L/min，將鈷基高鉻高鎢合金粉與基體金屬熔池順利互熔，熔覆層與基體互相擴(kuò)散，形成冶金結(jié)合，并且避免了金屬熔池的汽化，熔覆層無氣孔、裂紋缺陷； 2)熔覆第二層及后續(xù)熔覆層:以第一熔覆層為基礎(chǔ)，鈷基高鉻高鎢合金粉與金屬熔池成分一致，激光功率為2500 W?3000W，激光掃描速度為300mm/min?350mm/min，光斑尺寸為3 mm?6mm，鈷基高鉻高鎢合金粉送粉率為0.5 g/min?12g/min，保護(hù)氣流量為5 L/min?25L/min，熔覆層表面光滑平整，穿孔針表面強(qiáng)化。
【專利摘要】本發(fā)明涉及穿孔針及制備方法，特別是涉及一種表面激光熔覆鈷基高鉻高鎢合金粉的穿孔針及制備方法。本發(fā)明通過降低激光功率、提高掃描速度方式，在氬氣的保護(hù)下，采用高能量的激光束將基體金屬表面熔化并形成熔池，同時自動送粉系統(tǒng)將鈷基高鉻高鎢合金粉末送入熔池中，在高能量激光束的作用下，合金粉末和基體金屬表面共同熔化并凝固在一起，形成冶金結(jié)合的熔覆層。激光熔覆后穿孔針在常溫狀態(tài)下表面硬度達(dá)到HRC≥50，正常使用壽命達(dá)到47次以上，且提高了整機(jī)生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本，為工廠創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】C23C24-10, C22C19-07, C22C30-00
【公開號】CN104789960
【申請?zhí)枴緾N201510103861
【發(fā)明人】王宏奭, 張奇志, 劉月紅, 于斌, 楊澤華, 郭元, 萬飛, 王亞賢, 梁琦, 黃珂, 周旋
【申請人】內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月10日