[發(fā)明專利]一種用于閥門中閥板、閥座的激光熔覆方法

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• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111945149A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈鴻源;李延民;丁龍鳳;王鑫波;朱廣江;徐志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京派納克激光科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C38/40
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

本發(fā)明公開了一種用于閥門中閥板、閥座的激光熔覆方法，屬于激光加工制造技術(shù)領(lǐng)域。包括如下步驟：步驟1、半成品的制備；步驟2、視覺檢測或接觸式檢測；步驟3、路徑生成；步驟4、激光熔覆；步驟5、機(jī)械加工。本發(fā)明通過激光涂覆技術(shù)對閥板、閥座的密封面進(jìn)行表面處理，得到的組織致密、耐磨、耐腐蝕且厚度較高的密封涂層；通過復(fù)配、優(yōu)化得出Cr、Ni、Fe的最優(yōu)比例，形成Cr?Fe合金相，使得其表面具有更強(qiáng)的硬度和耐磨性；在倒角處通過設(shè)置行走停頓時間，增加熔覆粉末的添加量，避免在熔覆過程中由于基材在高溫條件下，出現(xiàn)熔融、塌陷的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光加工制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于閥門中閥板、閥座的激光熔覆方法。

背景技術(shù)

目前，閥板和閥座的制造和修復(fù)工藝中表面耐磨耐腐蝕層加工基本以等離子噴涂或火焰噴涂為主。等離子噴涂通常是自動化的，通過等離子火焰將金屬粉末熔化噴到閥板或閥座的表面，以獲得高硬度和好的耐磨性和耐腐蝕性。火焰噴涂通常是手工操作，通過高溫火焰槍將工件預(yù)熱，然后將金屬粉末熔化，噴灑到閥板或閥座的表面。

閥板和閥座是配合使用，相互互動摩擦，起到密封開關(guān)的作用。無論是等離子噴涂還是火焰噴涂，涂層的厚度都不易過厚，比如：超過0.2-0.3mm就極容易脫落。并且，所噴粉末的涂層與閥板或閥座的結(jié)合力都相對較弱，在高壓作業(yè)環(huán)境下，涂層與基體材料很容易在壓力作用下剝離并脫落，進(jìn)而導(dǎo)致閥板和閥座的密封失效，造成泄漏。同時，由于是將金屬粉末熔化后用氣體噴到材料表面，因此涂層中通常會有一定的孔隙率，無法做到完全致密，在一定程度上也會影響涂層的耐磨耐腐蝕性能以及涂層與基體材料的結(jié)合強(qiáng)度。

現(xiàn)有等離子或火焰噴涂會有這種缺陷的原因是等離子或火焰主要將粉末熔化，然后，通過有一定壓力的氣體快速將熔化的粉末吹到閥板或閥座表面，并凝固，形成一層耐磨和耐腐蝕的涂層。在這一過程中，基體材料（閥板或閥座）本身幾乎不被熔化，這就導(dǎo)致涂層與基體材料（閥板或閥座）無法形成牢固的冶金結(jié)合，結(jié)合力不夠強(qiáng)，因而當(dāng)涂層厚度超過0.3mm時，由于噴涂過程中熱作用產(chǎn)生的殘余應(yīng)力往往會超過涂層與基體材料之間氣體的結(jié)合力，從而導(dǎo)致涂層與基體材料之間發(fā)生剝離現(xiàn)象，因此采用熱噴涂和等離子噴涂都無法獲得較厚的涂層。

另外，由于是采用熔化的粉末吹到基體材料表面，混入熔化粉末中的氣體會被覆蓋在涂層中形成氣孔，因此采用熱噴涂和等離子噴涂通常無法獲得完全致密的涂層。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：提供一種用于閥門中閥板、閥座的激光熔覆方法，以解決背景技術(shù)中所涉及的問題。

技術(shù)方案：一種用于閥門中閥板、閥座的激光熔覆方法，包括如下步驟：

步驟1、半成品的制備

通過機(jī)械加工等方式，按照閥板和閥座的圖紙將毛坯件加工成半成品；或，將待修復(fù)閥板和閥座通過機(jī)械加工，去除疲勞層，作為半成品；且所述半成品預(yù)留出需要激光熔覆增材部分尺寸；

步驟2、視覺檢測或接觸式檢測

將所述半成品放入激光熔覆系統(tǒng)中的待加工區(qū)域、并固定，然后利用相機(jī)或接觸探針等傳感方式檢測出產(chǎn)品的位置、長、寬、高、直線和圓孔邊界；

步驟3、路徑生成

閥板按照平面熔覆進(jìn)行單層多道或多層多道的平行線排布，生成激光熔覆的行走路徑；閥座按照圓環(huán)或者螺旋線的方式生成路徑，最終覆蓋整個平面；

步驟4、激光熔覆

根據(jù)路徑和熔覆層的厚度需求，設(shè)置激光熔覆的工藝參數(shù)，按照前序生成的路徑和在各個路徑位置的工藝參數(shù)，執(zhí)行激光熔覆，將閥板或閥座待熔覆表面全覆蓋；

步驟5、機(jī)械加工