[發明專利]一種激光再制造修復用鐵基合金粉末及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201910337098.2
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110157977A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 姚建華;張群莉;王梁;董剛;陳智君;耿國慶;沈紅衛;劉霞;喬尚飛;丁玉明;李玉艷
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學;上海電氣電站設備有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/32;C22C38/04;C22C38/22;B22F1/00;C23C24/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;朱思蘭

1.一種激光再制造修復用鐵基合金粉末，其特征在于，由如下質量百分比的組分組成：

碳C：0.01～0.04％，鉻Cr：1.0～1.2％，硅Si：0.5～0.8％，硼B：0.4％～0.7％，錳Mn：0.4～0.6％，鉬Mo：0.4～0.6％，余量Fe。

2.如權利要求1所述的激光再制造修復用鐵基合金粉末，其特征在于，所述激光再制造修復用鐵基合金粉末由如下質量百分比的組分組成：

碳C：0.01％，鉻Cr：1.0％，硅Si：0.51％，硼B：0.41％，錳Mn：0.4％，鉬Mo：0.4％，鐵Fe：97.27％。

3.如權利要求1所述的激光再制造修復用鐵基合金粉末，其特征在于，所述激光再制造修復用鐵基合金粉末由如下質量百分比的組分組成：

碳C：0.04％，鉻Cr：1.2％，硅Si：0.8％，硼B：0.7％，錳Mn：0.6％，鉬Mo：0.6％，鐵Fe：96.06％。

4.如權利要求1所述的激光再制造修復用鐵基合金粉末的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：

按照配方，將各組分原料混合，加熱熔融后，在真空霧化室進行氣霧化，得到霧化粉末，之后分別利用140目和320目系列標準篩對霧化粉末進行篩分，獲得-80～+325目之間的成品鐵基合金粉末；

所述氣霧化的工藝參數為：霧化介質N₂、熔煉溫度1600℃、過熱度150℃、保溫溫度1300℃、氣體壓力7MPa。

5.如權利要求1所述的激光再制造修復用鐵基合金粉末在汽輪機轉子軸頸激光再制造修復中的應用。

6.如權利要求5所述的應用，其特征在于，所述應用的方法包括如下步驟：

(a)將待修復轉子軸頸表面整體切削，切削深度為0.2～1.5mm，使用丙酮清洗切削后的轉子軸頸，去油去污；所述待修復轉子軸頸材料為30Cr；

(b)將所述鐵基合金粉末置于烘箱中，于100～200℃保溫直至烘干；

(c)將待修復轉子軸頸預熱至100～300℃，并置于激光器下，使用載氣送粉裝置向待修復轉子軸頸表面均勻送入所述鐵基合金粉末，激光器射出激光束輻照于轉子軸頸表面并熔化所述鐵基合金粉末，根據預設軌跡，使得該鐵基合金粉末連續熔覆于待修復轉子軸頸表面，形成熔覆層；

所述激光器光斑形狀為直徑5mm的光斑，激光能量均勻分布，所述激光器功率應2000～4000W，激光掃描速度為200～600mm/min，激光頭保護氣體為氬氣；

所述載氣送粉裝置使用的送粉氣體為氬氣，保護氣體也為氬氣，送粉速率為5～17g/min，送粉方式為同步同軸輸送；

所述熔覆層單層厚度介于0.5～1.5mm之間，熔覆道次之間的搭接率為40％～60％，連續熔覆時，熔覆層間溫度控制在300℃以內；

(d)完成預設范圍工件表面的連續熔覆后，將工件于100～300℃保溫2小時后自然冷卻至室溫，最后將其車削至目標尺寸。