[發明專利]一種硬質合金及局部激光涂覆硬質合金工藝

有效

• 申請號: 201710554556.9
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107760956B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 邰淼;韓文進
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市三江機械有限公司
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C19/07;B22F1/00;C23C24/10
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美

本發明公開了一種硬質合金及局部激光涂覆硬質合金工藝，屬于金屬表面硬化處理技術領域。所述硬質合金，按照重量百分比計各成分如下：Cr：20～27；W：10～14；C：1.5～2.5；Ni：21～23；Fe：1；Si：0.8～1；B：1；Re：1.5；余量為Co，所述硬質合金為粉末狀且粉末粒度為40—200um。本發明使用的粉末合金材料與基體材料相容性較好，熔覆層稀釋率比較小且熱膨脹系數相近，對基體及熔覆層進行預處理和后熱處理工藝后，進一步減少溫度梯度，降低熔覆層內在熱應力，進而避免裂紋和合金層脫落現象的發生，從而解決了現有技術中涂覆的合金層與基體金屬結合不牢固的問題，具有硬度高、耐磨性能好的特點。

技術領域

本發明屬于金屬表面硬化處理技術領域，更具體地說，涉及一種硬質合金及局部激光涂覆硬質合金工藝。

背景技術

在地下工程領域，盾構施工法的應用越來越廣泛。盾構施工法在硬巖段的隧道掘進應用廣泛。地下工程中的盾構機體積龐大、重量大，地下工作空間有限，工作時盾構機刀盤旋轉帶動其上各種刀具完成對土體的開挖。盾構機滾刀刀體、上下蓋是直接與巖屑、巖石接觸的零件，作業時易發生磨損而需要及時更換。滾刀刀體和上下蓋的質量直接影響到盾構機的破巖能力、掘進效率和挖掘成本，是影響盾構機性能的決定性因素，因而盾構機滾刀刀體和上下蓋需具有很高的耐磨性能。滾刀刀體及上下蓋涂覆耐磨合金層以提高滾刀的耐磨性能降低滾刀在采挖過程中的磨損程度成為提高滾刀刀具耐磨性能的主要技術之一，傳統的涂覆硬質合金工藝為氧乙炔火焰進行棒材或粉末沉積、氣體保護鎢電極或氬弧沉積、進水埋弧焊、等離子噴鍍等，以上工藝涂覆的硬質合金層與基體金屬結合不牢固，內熱應力大，容易產生氣孔、夾雜和涂層開裂現象，強韌性能不高，使用過程中易掉塊，并且在高溫、高速工況下的耐磨性能較差，另外，氣體保護鎢電極或氬弧沉積工藝中堆焊下面的基體會產生裂紋，嚴重影響盾構機刀盤的使用安全和壽命。

中國發明專利，公開號：CN102168210A，公開日：2011年8月31日，公開了一種激光熔覆工藝方法及其合金材料，按重量百分比計其成分如下：C：0.85～0.98％，Cr：35～45％，Fe：3～5％，Si：0.5～1.0％，W：3.5～5.5％，Mo：1.0～1.5％，Ni：6～8％，V：1.5～2.0％，Ti：1.0～2.0％，B：0.5～1.5％，Nb：0.10～0.50％，Re：0.5～1.5％，Co：余量。還公開了一種采用如上所述合金材料的激光熔覆工藝方法。本技術方案在所加合金元素的綜合作用下，熔覆層組織均勻，細小；無氣孔、無夾雜、無夾渣，葉片熔覆時不用預熱，更不會出現裂紋。具有較高的硬度與良好的抗氣蝕性能，熔覆的部件不需經后續的熱處理，可以直接精加工后使用，激光處理的工藝適應性較好，操作簡單易行。其不足之處是：使用過多元素多相合金層，溫度梯度大，熔覆層內熱應力高，內部組織不穩定。

中國發明專利，公開號：CN104195546A，公開日：2014年12月10日，公開了激光熔覆用高硬度鈷基合金粉末及其制備工藝。它的具體技術方案為：一種激光熔覆用高硬度鈷基合金粉，各成分重量百分比濃度為：C：1.2-1.55％；Cr：28-31％；Fe：≤3％；Mn：≤0.5％；Mo：≤1％；Ni：≤3％；Si：0.7-1.5％；W：3.5-6.5％；余量Co。制備步驟為：a、準備各成分的配料，熔煉；b、將步驟a中進過熔煉的配料進行造渣及脫氧；c、將經過步驟b處理的配料制造成粉末狀；d、將步驟c中的粉末狀配料進行收集；e、將步驟d中經過冷卻的粉末狀配料進行篩分。采用上述技術方案，提供了一種不易發生開裂、氧化、產生氣孔，自熔性好的激光熔覆用高硬度鈷基合金粉末及其制備工藝。其不足之處是：缺少稀土元素Re和少量B元素的強韌組合，過大的能量密度將導致熔覆層的稀釋率加大，易產生熔覆層開裂和基體變形。