[發明專利]一種利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法

有效

• 申請號: 202110372997.3
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113118603B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 馮曰海;韓豪;王克鴻;黃俊;周琦;張德庫;夏杰
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02;B23K9/04;B23K9/32
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 趙毅

1.一種利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法，其特征在于，石墨板對不銹鋼基板加熱，再使用等離子電弧加熱熔化一定送絲速度比的高氮鋼絲材和鐵基碳化鎢絲材，于堆敷層間對樣件進行氣罐噴槍環繞加熱，堆敷后使用石墨板對基板和樣件再加熱進行制造；形成的鐵基碳化鎢-高氮鋼材料中，其碳化鎢質量分數為5.0~20.0%；

包括以下具體步驟如下：

1）使用石墨板加熱不銹鋼基板達到預設溫度；

2）預設工藝參數：包括根據等離子電弧設定堆敷電流、堆敷速度、離子氣和保護氣流量，設定二種絲材送絲速度；

3）控制焊槍距離工件高度，在不銹鋼基板上起弧后，利用等離子電弧加熱，將高氮鋼絲材和鐵基碳化鎢絲材同時送至電弧下熔化，按照預設機器人行走軌跡堆敷樣件第一層；

4）使用氣罐噴槍加熱上一層堆敷層，調整層間溫度達到期望值，樣件旋轉180°后，從上一層熄弧處附近開始堆敷下一層；

5）重復步驟4），直至達到預設尺寸要求后停止堆敷；

6）使用石墨板加熱基板和堆敷樣件，維持預設溫度一定時間，并使用保溫棉覆蓋使其冷卻至室溫。

2.根據權利要求1所述的利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法，其特征在于，高氮鋼絲材的直徑為0.8mm、1.0mm或1.2 mm，鐵基碳化鎢絲材的直徑1.6mm、1.8mm或2.0mm。

3.根據權利要求1所述的利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法，其特征在于，高氮鋼絲材主要成分質量分數如下：Mn含量17.47%，Cr含量20.82%，Mo含量3.62%，N含量0.81%，余量主要為Fe；鐵基碳化鎢絲材主要成分質量分數為：WC含量45%，Cr含量18%，余量主要為Fe。

4.根據權利要求1所述的利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法，其特征在于，按質量分數比設定二種絲材送絲速度，高氮鋼絲材送絲速度為1.0-3.0m/min，鐵基碳化鎢絲材送絲速度為0.10~0.50m/min。

5.根據權利要求1所述的利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法，其特征在于，等離子電弧的堆敷電流為140~170A。

6.根據權利要求1所述的利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法，其特征在于，堆敷前，石墨板加熱基板溫度為120~200℃；堆敷后，石墨板加熱基板溫度為180~220℃，保溫2~4h后停止。

7.根據權利要求1所述的利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法，其特征在于，起弧位置處于末端內側6~10mm處，起弧后不送絲先向末端移動6~10mm，移動速度為40~60cm/min，再向另一端正常堆敷。

8.根據權利要求1所述的利用絲材多熱源加熱制造高硬抗沖擊結構的方法，其特征在于，使用氣罐噴槍調整層間溫度為120~200℃，噴槍加熱時長為1~5min。