[發明專利]激光制造與再制造結晶器銅板用復合粉末材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201910910112.3
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110512207B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 董思遠;倪春雷;陳海濤
• 申請（專利權）人: 沈陽大陸激光工程技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/05;C22C19/07;B22D11/057
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 史力伏

一種激光制造與再制造結晶器銅板用復合粉末材料及制造方法，復合粉末由過渡層粉末材料、防腐功能層粉末材料和防腐耐磨功能層粉末材料組成；其中：過渡層材料：Al：5?10%、Cr：0.5?1.5%、P:0.01?0.3%、Ni：余量；防腐功能層材料：C：0.2?1.0%、Cr：15?20%、Mo：5?10%、Si：0.1?0.5%、Nb：2?4%、Al：0.2?0.8%，Ni：余量；防腐耐磨功能層材料：C：0.02?0.20%、Cr：20?26%、Mo：5?9%、Si：0.1?0.5%、Ni：5.0?10.0%、Fe：1.0?3.0%、W:2.0?4.0%、Co：余量及其他不可避免的雜質元素。這種復合合金材料是通過激光熔覆的加工方式，在失效的結晶器銅板工作面上，形成結合力良好、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損、具有較高強度且顯著提高結晶器銅板使用壽命的熔覆層。

技術領域

本發明涉及一種復合銅板的制造方法，特別是涉及一種鋼廠用連鑄機結晶器用復合銅板的制造方法。

背景技術

結晶器是鋼鐵連鑄生產中的關鍵設備，它不僅是一個高效強大的換熱器，更是連鑄過程中鋼水的凈化器，決定了后續連鑄坯的質量，從而影響到軋材的質量，生產作業率等一系列指標。而銅板作為結晶器的核心部件在使用過程中會出現熱裂紋、磨損、腐蝕等問題，因此具有良好的導熱性，高強度，高耐磨性和耐腐蝕性的結晶器銅板對連鑄技術的發展有著重大意義。

隨著激光器及激光熔覆技術的發展，采用激光熔覆技術制造結晶器銅板有了快速提高。但由于銅具有高反射率，導熱快，潤濕與黑色金屬潤濕差等特點，導致目前由于材料和工藝等原因，在激光熔覆結晶器銅板過程中存在著界面結合力差，微裂紋，未熔合等缺陷。

申請號201610852006 .0采用先電鍍再重熔覆方法制備過渡層然后再熔覆鎳基或鈷基功能層。

申請號201310657301.7通過先噴涂再重熔的方式制備鎳基過渡層，然后再熔覆功能層的方式制造結晶器銅板

申請號200810012662.5采用在銅板直接熔覆鎳基自熔合金的方式制備熔覆層。

申請號201811157328 .9采用鎳基和鈷基粉末混合后直接在銅板上直接熔覆。雖然獲得了無裂紋的熔覆層。

上述方法部分采用了電鍍或噴涂的方法先制備涂層然后再用激光重熔的方式獲得激光熔覆層，該方法不僅工藝復雜成本高，并且由于電鍍的存在還會對環境造成污染；而在銅板上直接熔覆的合金粉末的方法，由于粉末合金度高在熔覆過程中，工藝控制較難并且不穩定，加之熔覆過程中銅的稀釋，很容易在界面處形成裂紋。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術存在的上述問題，提供用于激光制造與再制造結晶器銅板具有梯度復合功能的激光熔覆材料與激光熔覆工藝，針對結晶器銅板在使用過程中的不同部位的失效形式不同熔覆具有特定性能的激光熔覆層，從而提高結晶器銅板的使用壽命。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種激光制造與再制造結晶器銅板用復合粉末材料，由過渡層粉末材料、防腐功能層粉末材料和防腐耐磨功能層粉末材料組成；其中：用于激光制造與再制造結晶器復合銅板的過渡層粉末材料，該粉末材料由以下組分按質量百分比組成：Al：5-10%、Cr：0.5-1.5%、P:0.01-0.3%、Ni：余量；

用于激光制造與再制造結晶器復合銅板的防腐功能層粉末材料，該粉末材料由以下組分按質量百分比組成：C：0.2-1.0%、Cr：15-20%、Mo：5-10%、Si：0.1-0.5%、Nb：2-4%、Al：0.2-0.8%，Ni：余量；

用于激光制造與再制造結晶器復合銅板的防腐耐磨功能層粉末材料，該粉末材料由以下組分按質量百分比組成：C：0.02-0.20%、Cr：20-26%、Mo：5-9%、Si：0.1-0.5%、Ni：5.0-10.0%、Fe：1.0-3.0%、W:2.0-4.0%、Co：余量及其他不可避免的雜質元素。