[發(fā)明專利]復合涂層及熔覆工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310006279.X
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN102995013A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 王輝;周建羅;譚冬桂;袁西英
• 申請（專利權）人: 株洲南方燃氣輪機成套制造安裝有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本發(fā)明涉及激光熔覆領域，特別地，涉及一種復合涂層。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述復合涂層的熔覆工藝。

背景技術

壓氣機轉(zhuǎn)子為某型航改燃氣輪機的核心部件，其生產(chǎn)難度大，成本高，且在軸頸部位發(fā)生磨損現(xiàn)象，返修時會出現(xiàn)加工余量不夠，甚至有時會在軸頸處發(fā)現(xiàn)1-3mm深的溝槽。目前采用的修復工藝是刷鍍和熱噴涂，當需要修復的尺寸較少（＜0.4mm）且軸頸處表面無溝槽時，一般在其表面刷鍍一層鎳來修復尺寸，之后再進行精車和拋光來滿足裝配尺寸；當需要修復的尺寸為0.4mm～1mm，其表面無溝槽時，一般采用等離子噴涂NiCrAlY來修復尺寸，之后再進行精車和拋光來達到裝配尺寸。然而，刷鍍工藝制備的涂層厚度有限，無法完全滿足需修復的尺寸要求，且涂層硬度不高，使用壽命較短，對溝槽修復無能為力。熱噴涂制備的涂層結(jié)合強度不好，涂層硬度也不高，服役中涂層容易掉，使用壽命也不長，對溝槽修復也無能為力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種復合涂層及熔覆工藝，以解決現(xiàn)有的噴涂材料和刷鍍涂層及其工藝使得修復結(jié)合強度不好、涂層硬度不高，使用壽命短的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種復合涂層，包括其包括底層和鉻層，底層的成分包括0.12~0.15wt%的C、2wt%的Ni、11~13wt%的Cr、0.9~1.2wt%的Si、0.9~1.3wt%的B，余量為Fe；鉻層的成分包括0.1~0.15wt%的C、1.0~1.5wt%的Mo、5~7wt%的Ni、13~17wt%的Cr、0.9~1.2wt%的Si、0.9~1.2wt%的B，余量為Fe。

進一步地，底層包括0.13wt%的C、2wt%的Ni、12wt%的Cr、1wt%的Si、1.1wt%的B，余量為Fe；鉻層包括0.15wt%的C、1.2wt%的Mo、6wt%的Ni、14wt%的Cr、1.1wt%的Si、1wt%的B，余量為Fe。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種熔覆工藝，包括如下步驟：

步驟S1：對工件進行表面處理；

步驟S2：將表面處理后的工件預熱至60℃~100℃，將底層材料升溫熔化后涂覆于工件的表面形成底層；再將鉻層材料升溫熔化后涂覆于底層表面，形成鉻層；兩者進行冶金復合，形成具有復合涂層的工件；

步驟S3：對具有復合涂層的工件進行去應力退火，其中，底層的成分包括0.12~0.15wt%的C、2wt%的Ni、11~13wt%的Cr、0.9~1.2wt%的Si、0.9~1.3wt%的B，余量為Fe；鉻層的成分包括0.1~0.15wt%的C、1.0~1.5wt%的Mo、5~7wt%的Ni、13~17wt%的Cr、0.9~1.2wt%的Si、0.9~1.2wt%的B，余量為Fe。

進一步地，步驟S1包括兩個分步驟S11和S12，步驟S11包括對工件進行除銹、整平、毛化處理直至露出金屬本色，步驟S12包括對經(jīng)步驟S11處理后的工件的表面進行丙酮清洗，得到干凈的工件。

進一步地，步驟S2中，選用激光器進行熔覆，工作臺為數(shù)控機床，利用激光器自動送粉裝置把底層和鉻層分別熔覆于工件的表面。

進一步地，步驟S2中，底層的熔覆厚度為0.7mm~1mm，鉻層的熔覆厚度為1.5mm~2mm。

進一步地，底層的熔覆厚度為0.8mm，鉻層的熔覆厚度為1.5mm。

進一步地，激光器熔覆功率為2900W~3000W，激光束掃描線速度為8~9mm/s，光斑直徑為6mm~7mm，離焦量175mm~180mm，熔覆材料送粉率7~8g/s。

進一步地，激光器熔覆功率為2950W，激光束掃描線速度為8.6mm/s，光斑直徑為6mm，離焦量為178mm，熔覆材料送粉率為7.5g/s。

進一步地，步驟S3中，采用火焰噴槍對復合涂層進行去應力退火，溫度控制在100℃～200℃，時間為30min~120min。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的復合涂層及其熔覆工藝，可以將厚度大于1mm的復合涂層冶金結(jié)合于工件等基體表面，復合涂層的硬度、強度和結(jié)合力高，具有優(yōu)良的耐磨性能，能大大提高工件的服役壽命。另外，本發(fā)明的熔覆工藝還具有無污染、生產(chǎn)效率高、能耗低且修復的殘余應力小，無加工變形等優(yōu)點。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明