[發明專利]一種輥式破碎機輥面激光強化涂層粉末材料

有效

• 申請號: 201010528464.1
• 申請日: 2010-11-02
• 公開（公告）號: CN102453910A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 陳常義;姜涵之;張靜波
• 申請（專利權）人: 沈陽大陸激光技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 韓輝

技術領域

本發明涉及一種適合于激光熔覆的合金粉末材料，特別是涉及一種硬度較高、抗沖擊、耐磨粒磨損、具有優越熔覆性能的激光熔覆用高鉻高錳合金粉末涂層材料，屬于國際專利分類表中的C23C24/10(2006.01)I技術領域。

背景技術

國內對耐火材料的市場需求逐年提高，09年的銷售收入達1500億元，并以每年20～30％的速度遞增。其中棕剛玉、鋁礬土以及碳化硅等粉末的市場需求量占有較大比例。棕剛玉粉的生產市場僅河南就有冶煉廠家250多，連同貴州、廣西及山西等國內幾個主要生產省區，每年就可生產500多萬噸；鋁礬土粉的生產市場僅山西、貴州及河南幾個主要省每年就可達1000～2000萬噸；還有碳化硅粉的生產市場以河南和陜西為主，也有較大的產量。

以上這眾多的粉體，需要以冶煉、電解、焙燒等不同方式生產出粒度較大的粉體，然后根據不同需求還要用破碎機進行粒度破碎，一般要破碎到0.5～5mm粒度，來滿足市場的不同需要。

破碎機主要是通過一對破碎輥與一套鄂板(一定二動)的配合，將較大粒度的粉體破碎成細粉。輥子材質為抗磨料磨損的高錳鋼，目前國內粉體破碎機的破碎輥主要是用鑄造高錳鋼(ZGMn13)系列的鋼種制造的。輥坯尺寸為：φ400、φ600、φ900、φ1200和φ1600mm，每臺粉體破碎機生產效率是10～200噸/小時。以φ600的破碎機為例，一般破碎200噸左右，就要磨一次輥子。輥子打磨一次，耐磨性明顯下降，還要適當調整輥距。打磨和調整輥距兩、三次后，耐磨性不能滿足使用要求，破碎粉體400～600噸左右基本報廢，不可再用。

粉體破碎加工行業急需一種簡便快捷、經濟有效的方法能夠減少輥面的磨損，延長輥子的連續使用時間，解決頻繁更換破碎輥、增加粉體破碎成本的難題。或是將已失效的輥子進行再制造，使其起死回生，重新利用，節省購置新輥的開支。

激光熔覆作為一種先進的再制造技術，隨著激光器功率和穩定性的不斷提高，得到了迅速推廣和廣泛應用。激光熔覆是在金屬表面獲得與基體牢固冶金結合，且無氣孔、裂紋等缺陷的高性能表面覆層的先進再制造技術，它可以將高熔點的合金材料熔覆在低熔點的基材表面，也可以在低成本基材上制備出高性能的表面涂層，以取代大量高級、高性能的整體材料，節約貴重金屬，降低零部件成本。激光熔覆解決了許多常規方法很難加工或無法加工的問題，為產品再制造和失效零部件的修復提供了一種技術獨特、先進有效的方法。

將激光熔覆這種先進的再制造技術，結合耐沖擊、耐磨損鐵基高鉻高錳合金粉末，制備一種特殊的涂層應用在粉體破碎機的破碎輥上，可以有效解決輥面磨損問題。

但是，目前市場上激光熔覆專用的合金粉末并不多見，而噴焊、噴涂等傳統工藝所使用的合金粉末，是按不同比例加以調配，并以機械混粉的形式配制所需的各種鎳基、鈷基、鐵基合金粉末。這些混合合金粉末存在諸如混合不均勻、顆粒度差異大、熔點不同、成分偏差、膨脹系數不同等問題，導致在實際熔覆中無法控制裂紋、氣孔、偏析、性能不穩、不易機加等缺陷。

近年來人們在研究利用激光熔覆技術進行設備部件修復所需的合金粉末材料方面取得了一些進展，例如，

公開號為CN1854317的中國發明專利申請給出的《一種移動式激光熔覆現場加工合金粉末材料》，該合金粉末材料利用以下元素成分強化鎳基合金：Cr、W、Mo、Al、Ti、Co，還可以添加Co、C、N、Nb、Cu、B、Si和微量稀土元素，其中，稀土元素可以是Ce、Y、Hf。

公開號為CN101381868的中國發明專利申請給出的《一種激光熔覆用高硬度不銹鋼合金粉末及制備工藝》，該合金粉末各成份重量百分比為：C：0.5-0.8％；Cr：18-24％；Ni：11-17％；B：2.0-5.5％；Si：2.0-6.0％；Mo：4-9％；CeO2：1-5％；Fe余量。合金粉末的制備工藝包括：配料、熔煉、造渣與脫氧、霧化制粉、粉末收集與成分檢測、篩分六個步驟。

公開號為CN101381869的中國發明專利申請給出的《激光熔覆高硬無裂鐵基合金專用合金粉末》，該專用合金粉末的配方，重量百分含量：碳(C)：0.3-0.5；硅(Si)：1.2-2.0；硼(B)：0.4-1.0；鎳(Ni)：1.5-2.5；鉻(Cr)：1.0-1.5；錳(Mn)：1.0-1.5；鉬(Mo)：1.5-2.5；釩(V)：0.15-0.7；鈮(Nb)：0.15-0.7余量為鐵(Fe)，其重量之和為100％。