[發明專利]Q235D激光多道熔覆工藝方法

有效

• 申請號: 201410167777.7
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103938209A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 張德強;李金華;趙帥;牛興林
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C38/54
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種金屬熔覆工藝方法，特別是涉及一種Q235D激光多道熔覆工藝方法。?

背景技術

目前關于金屬粉末的激光熔覆成形技術尚處于實驗室研究階段，并沒有廣泛運用于實際工程領域，特別是Q235D基體材料的激光熔覆工藝，應用技術研究較少涉獵，為推進該技術在實際工程領域的發展，我們需要研究這種材料的熔覆工藝，研究工藝參數與成形質量的關系和優化成形工藝。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種Q235D激光多道熔覆工藝方法，該方法針對Q235D零件或模具，表面局部磨破損將導致整個零件或模具產品失效報廢，利用鐵基金屬粉末結合3000瓦光纖激光設備，通過輪廓控制方式進行精確的軌跡插補運動，進行單道激光熔覆修復，使被修復零件或模具快速地達到再次使用性能要求。?

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：?

Q235D激光多道熔覆工藝方法，所述方法針對Q235D零件或模具，表面局部磨破損將導致整個零件或模具產品失效報廢，利用鐵基金屬粉末結合3000瓦光纖激光設備，再以KUKA機器人作為執行機構，采用手工編程或自動編程方式，通過輪廓控制方式進行精確的軌跡插補運動，再結合四軸同軸送粉器的精確送粉量控制等措施，通過調整送粉量、進給速度、激光功率、氮保護氣流量、搭接率參數，利用優化工藝和方法對零件或模具各種類型的二維或三維復雜或簡單的磨破損表面進行單道激光熔覆修復；

其步驟包括：

基體材料選為?Q235D鋼板，用砂紙打磨掉鋼板表面氧化層并用丙酮清洗掉表面油污及雜質；

激光熔覆成形用粉末材料為鐵基合金粉末，粒度為200~300目，對成形粉末進行真空烘干處理,去除粉末表面附著的水分；鐵基合金粉末如下表：

?Q235D、鐵基粉末成分表

送粉顆粒范圍200~400目；機械手重復定位精度小于0.06mm。

所述的Q235D激光多道熔覆工藝方法，所述工藝參數：熔覆頭與基體間的距離：14mm；同軸送粉器載氣流量：200L/h；保護氣壓（N2）：0.1MPa；送粉氣壓（N2）：0.3?MPa；光斑直徑：2?mm；熔覆方式：多道熔覆；進給路徑軌跡規劃：直線往復。?

所述的Q235D激光多道熔覆工藝方法，所述采用d=1.2?mm的多道搭接熔覆層搭接其表面最平整均勻。?

本發明的優點與效果是：?

1.本發明針對Q235D零件或模具，表面局部磨破損將導致整個零件或模具產品失效報廢，利用一定硬度的鐵基金屬粉末結合3000瓦光纖激光設備，再以KUKA機器人作為執行機構，采用手工編程或自動編程方式，通過輪廓控制方式進行精確的軌跡插補運動，再結合四軸同軸送粉器的精確送粉量控制等措施，通過調整送粉量、進給速度、激光功率、氮保護氣流量、搭接率等參數，利用最終優化的合理工藝參數和方法對零件或模具各種類型的二維或三維復雜或簡單的磨破損表面進行單道激光熔覆修復，就能夠變廢為寶，使被修復零件或模具快速地達到再次使用性能要求，甚至能夠使原本報廢的零件或模具能夠發揮出比之前更佳的性能。

2.本發明基于正交實驗對熔覆成形工藝對熔覆層宏觀及微觀成形質量的影響進行了分析，確定了Fe?基合金激光熔覆成形最優工藝參數為激光功率600W，掃描速度2mm/s送粉電壓10V。?

3.本發明對滿足成形質量的熔覆層進行了金相組織分析，發現熔覆層與基體結合處出現白亮層達到了良好的冶金結合，且熔覆層組織細密，無明顯氣孔及裂紋產生，可以滿足一般成形件的性能要求。?

4.本發明對熔覆層進行了顯微硬度測試，發現熔覆層顯微硬度高于基體硬度，且隨組織形態變化成階梯狀分布，可以保證成形件性能要求。?

附圖說明

????圖1為本發明工藝流程示意圖；?

????圖2為本發明進給路徑軌跡規劃圖；

????圖3為本發明（a）(b)(c)?多道搭接熔覆層縱截面形貌圖；

????圖4為本發明多道搭接熔覆層組織全貌圖；

????圖5為本發明多道搭接熔覆層橫截面形貌圖；

???圖6為Q235D單道熔覆實驗宏觀成形結果及分析圖；

????圖7為單道熔覆層微觀金相結果分析圖。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明作進一步詳述。?

實施例1：?