[發明專利]用于閥板激光熔覆鎳基碳化鎢涂層的制備工藝

有效

• 申請號: 201810265590.9
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108441857B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 章詩岐
• 申請（專利權）人: 無錫市福萊達石油機械有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;劉海

本發明涉及一種用于閥板激光熔覆鎳基碳化鎢涂層的制備工藝，其特征是，包括以下步驟：（1）將閥板待熔覆面清洗除油，并噴砂粗化；（2）將閥板待熔覆面向上置于方框中，用石棉繩將閥板與方框間的縫隙塞住；（3）將方框置于熔鹽中，使熔鹽液面低于閥板待熔覆面；（4）使閥板待熔覆面的溫度上升并穩定在400±10℃；（5）開始激光熔覆，所用材料為Ni60、10?20%細顆粒WC和10?20%粗顆粒WC組成的混合粉末；（6）熔覆結束后，將單面熔覆合金碳化鎢涂層的閥板進行保溫緩冷至室溫；（7）清理閥板未熔覆面殘留的熔鹽，并噴砂粗化；（8）重復步驟（2）?（5），完成閥板另一個面的鎳基碳化物涂層激光熔覆。本發明能夠有效避免鎳基碳化物涂層的開裂和閥板的變形。

技術領域

本發明涉及一種用于閥板激光熔覆鎳基碳化鎢涂層的制備工藝，屬于材料表面處理技術領域。

背景技術

激光熔覆鎳基碳化鎢涂層與基體是冶金結合且硬度高，耐腐蝕性好，非常適合于帶一定沖擊的耐磨零件的表面防護。但是，由于涂層材料與基體材料間的膨脹系數差異較大，并且高硬度的鎳基碳化鎢涂層具有較高的脆性，很容易導致激光熔覆的鎳基碳化鎢涂層開裂。因此，采用激光熔覆鎳基碳化鎢涂層時常常需要對基體材料進行加熱，以減少涂層與基體間的膨脹系數不一致而引起的開裂現象。對基體的加熱方式通常有氧乙炔火焰加熱、爐內加熱和發熱板加熱。其中，氧乙炔加熱操作不方便，加熱不均勻；爐內加熱轉運到激光工作臺后，溫度下降較快，且操作不方便；并且， 對于前兩種加熱方式，由于閥板未熔覆的部分熱量不斷散失，使得閥板在熔覆過程各部分溫度不均勻，也容易導致涂層開裂。而采用發熱板加熱時，由于發熱板和閥板的接觸面都會發生一定程度的變形，難以保證發熱板與閥板間的良好接觸，最終導致基體各部分預熱溫度也不均勻。因此，急需對激光熔覆閥板類零件的加熱方式進行改進，以保證閥板類零件在激光熔覆過程中各部分的預熱溫度較一致，從而減少和避免激光熔覆鎳基碳化鎢涂層的開裂現象。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種用于閥板激光熔覆鎳基碳化鎢涂層的制備工藝，能夠有效避免鎳基碳化鎢涂層的開裂和閥板的變形。

按照本發明提供的技術方案，所述用于閥板激光熔覆鎳基碳化鎢涂層的制備工藝，其特征是，包括以下步驟：

（1）將閥板待熔覆面清洗除油，并噴砂粗化；

（2）將閥板待熔覆面向上置于方框中，用石棉繩將閥板與方框間的縫隙塞住；

（3）并將方框整體置于熔鹽中，調整方框的高度，使得熔鹽液面低于閥板待熔覆面2~4mm；

（4）調整熔鹽溫度，使得閥板待熔覆面的溫度上升并穩定在400±10℃；

（5）開啟激光器、送粉器、機械手和保護氣體，開始激光熔覆；激光的輸出功率為5KW，激光的光斑為22mm×3mm的矩形光斑，激光掃描的搭接率為30%，掃描速度為400mm/min，送粉率為60g/min，所用粉末為Ni60、10-20%細顆粒WC和10-20%粗顆粒WC組成的混合粉末；

（6）熔覆結束后，將單面熔覆合金碳化鎢涂層的閥板移入爐溫為400±10℃的井式爐中進行保溫緩冷至室溫；

（7）清理閥板未熔覆面的殘留的熔鹽，并噴砂粗化；

（8）重復步驟（2）-（5），完成閥板另一個面的鎳基碳化鎢涂層激光熔覆。

進一步地，所述方框的內框中帶有臺階，閥板置于方框中時，閥板的下表面放置于臺階面上。

進一步地，所述激光器為6KW半導體激光器，輸出功率為5KW，采用矩形光斑，光斑尺寸22mm×3mm。

進一步地，所述鹽浴加熱的鹽采用KNO₃和NaNO₃中的一種或兩種的混合。