[發明專利]一種鉛青銅工件激光熔覆用銅粉及熔覆方法

在審

• 申請號: 202010739171.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111826548A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 馬思春;孟鶴來
• 申請（專利權）人: 鞍山大族激光技術有限公司
• 主分類號: C22C9/08
• 分類號: C22C9/08;B22F1/00;C23C24/10;C23C28/02
• 代理公司: 沈陽友和欣知識產權代理事務所(普通合伙) 21254
• 代理人: 楊群

本發明屬于激光熔覆技術領域，具體涉及一種鉛青銅工件激光熔覆用銅粉及熔覆方法，銅粉包括如下組分：Pb 25?35％、Sn 0.5?1％、P 0.01?0.1％、Ce 0?2.5％、Y 0?3.5％、Sm 0?0.5％，其余為Cu和不可避免的雜質。方法包括如下步驟：工件表面預處理；工件表面鍍錫；制作熔覆過程工件冷卻支撐座；配制鉛青銅工件激光熔覆用銅粉，將銅粉烘干；將工件固定在冷卻支撐座上方，熔覆過程進行冷卻，激光器照射工件表面熔覆位置，利用同步送粉機向工件表面熔覆位置送銅粉，進行工件表面激光熔覆；熔覆位置表面噴砂；工件加工成型。本發明熔覆層與工件基材呈現冶金結合，組織結構致密，無氣孔，無裂紋。經硬度、耐磨、防腐實驗，結果皆表明熔覆層與工件基材過渡自然，性能相近，曲線平穩。

技術領域

本發明屬于激光熔覆技術領域，具體涉及一種鉛青銅工件激光熔覆用銅粉及熔覆方法。

背景技術

現有鉛青銅堆焊修復技術中，能夠在熱輸入量特別小的前提下達到冶金結合效果并進行批量加工的，只有激光熔覆技術。但是在實際生產過程中，因為銅合金材質對常見半導體激光的高反射率以及材料特性，使熔覆存在以下難題：

1)熔覆前，為了增加基材吸光率而涂敷的粘接劑或吸光劑進入熔池，造成不利影響；

2)熔覆前，表面使用鎳基材質預處理，改變了結合區以及增材部分的綜合性能，使部件的后期使用性能失去線性；

3)熔覆開始時，為了降低激光能量密度的過大需求，使用鋁基摻料改變了熔覆層的綜合性能，并使熔覆焊道效果難以控制；

4)熔覆成型時，因冷卻過速，焊道易開裂；

5)熔覆搭接時，因為多次搭接，造成過量熱堆積，薄壁基體易變形；

6)熔覆完成后，熔覆層與基材材質差異過大，進而造成最終工件硬度、耐磨、防腐、電導、熱傳導及其機械綜合性能產生過大的梯度結果。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種鉛青銅工件激光熔覆用銅粉，按質量百分比計，包括如下組分：

本發明還提供一種利用上述的鉛青銅工件激光熔覆用銅粉進行鉛青銅工件激光熔覆的方法，包括如下步驟：

1)工件表面預處理；

2)工件表面鍍錫；

3)制作熔覆過程工件冷卻支撐座；

4)按照權利要求1的配方配制鉛青銅工件激光熔覆用銅粉，將銅粉烘干；

5)將工件固定在冷卻支撐座上方，熔覆過程進行冷卻，激光器照射工件表面熔覆位置，利用同步送粉機向工件表面熔覆位置送銅粉，進行工件表面激光熔覆；

6)熔覆位置表面噴砂，去除表面氧化物結渣和其它雜質；

7)工件加工成型。

優選的，步驟1)中，工件表面預處理包括如下步驟：

101)利用丙酮洗除工件熔覆表面的大面積油漬，水洗；

102)超聲波除工件孔隙油漬，水洗；

103)利用8-13％濃度的稀鹽酸洗除工件表面氧化物，水洗；

104)拋光，兩次水洗；

105)利用微蝕液對工件表面微蝕，進行表面活化處理，兩次水洗，立即投入鍍錫液中。

優選的，步驟2)中，工件表面鍍錫厚度為0.05-0.1mm，之后進行三次水洗，然后干燥。