[發(fā)明專利]一種用于車軸的激光熔覆的修復粉末及其修復方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010633745.7
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111910182A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 李延民;沈鴻源;朱廣江;徐志強;丁龍鳳;王鑫波
• 申請（專利權）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;C22C19/05
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

1.一種用于車軸的激光熔覆的修復粉末，其特征在于，以重量百分數(shù)計，包括以下組分：

C：0.080.12%；

Nb：3.154.15%；

Ti：0.250.55%；

Cr：20.023.0%；

Mn：0.40.6%；

Ni：余量。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于車軸的激光熔覆的修復粉末，其特征在于，以重量百分數(shù)計，還包括以下組分：

Si：0.40.6%；

P：0.0140.016%；

S: 0.0140.016%；

Mo：8.010.0%；

Co：0.81.2%；

Al：0.250.55%；

Fe：46%；

Cu：0.060.08%。

3.使用如權利要求1或2任一項所述的用于車軸的激光熔覆的修復粉末對車軸進行激光熔覆的修復方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1、對待修復的車軸進行預處理

將待修復的車軸通過機械加工，去除疲勞層，作為半成品；

步驟2、對半成品進行清洗

對車軸上的待熔覆區(qū)域進行清理；在清洗時，使用噴壺將把酒精或丙酮清洗液噴在車軸的表面及表面缺陷處，并用棉紡布擦凈；

步驟3、粉末烘干

將上述粉末混合均勻后，置于150℃-170℃的高溫環(huán)境下2-3小時，烘干；并自然冷卻至室溫；

步驟4、激光熔覆

根據(jù)缺陷熔覆層的厚度需求，設置激光熔覆的工藝參數(shù)，根據(jù)步進參數(shù)，對應在車軸的缺陷處執(zhí)行激光熔覆，將缺陷處填滿并覆蓋；

步驟5、機械加工

將熔覆后的產(chǎn)品，車軸原有的尺寸，利用車床和磨床加工將零件加工成最終尺寸，然后按照產(chǎn)品表面要求，利用拋光設備將產(chǎn)品表面拋光，確保缺陷經(jīng)激光熔覆后使得車軸加工成原有尺寸；

步驟6、交付車軸投入使用。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于車軸的激光熔覆方法，其特征在于，所述車軸為低碳合金鋼。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種用于車軸的激光熔覆方法，其特征在于，所述步驟4中激光熔覆工藝前，對熔覆粉末進行預處理、對待加工的車軸進行二次處理，其包括如下步驟：

步驟401、將熔覆粉末裝入送粉器中，通過多次送粉、稱量、標定，檢測送料器的送粉速度的穩(wěn)定性；

步驟402、車軸的夾緊固定，將待加工的車軸定位并固定安裝在待加工區(qū)域，然后通過易揮發(fā)性清洗劑清洗待缺陷及其附近的表面。

6.根據(jù)權利要求3所述的一種用于車軸的激光熔覆方法，其特征在于，所述步驟3中粉末烘干工藝前，對首次清洗后的半成品進行預熱處理，預熱環(huán)境為：200-300℃，預熱時間為1小時。

7.根據(jù)權利要求3所述的一種用于車軸的激光熔覆方法，其特征在于，所述步驟5中機械加工工藝前，通過熱處理對已經(jīng)激光熔覆的車軸或通過機械手段去除或減少由激光熔覆帶來的應力；

所述熱處理的過程為：加熱到900-950℃，保持30-45分鐘，然后降溫1.5-2h；

所述機械手段為振動法。

8.根據(jù)權利要求3所述的一種用于車軸的激光熔覆方法，其特征在于，所述激光熔覆的工藝參數(shù)包括：激光功率1000～3000W，光斑直徑2-5mm，掃描速度5-30mm/s，送粉速度10-25g/min，送粉氣體為氬氣，送粉氣體的流量10～15L/min，保護氣體為氬氣，保護氣體的流量為20L/min，步進0.3-0.7光斑直徑。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種用于車軸的激光熔覆方法，其特征在于，所述送粉氣體用于輸送粉末，所述保護氣體用于在熔覆時對缺陷的表面進行保護防止氧化，激光射出的時間位于出保護氣體和出送粉氣體之后，所述保護氣體與所述出粉氣體之間無先后順序。

10.根據(jù)權利要求8所述的一種用于車軸的激光熔覆方法，其特征在于，在激光涂覆過程中，當送粉速度恒定時，其涂覆層厚度d，符合如下經(jīng)驗公式：；其中，d涂覆層的平均厚度；f為比例系數(shù)，與送粉速度有關；P為激光功率；v為行走速度，即激光的掃描速度；D為光斑直徑。