[發明專利]組合物的制造方法、其所制成的組合物及其在修復中的用途

在審

• 申請號: 202110908907.8
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113699520A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 魏小紅;張瑞華;李志慧;尹燕;李輝;路超;肖夢智;邱橋
• 申請（專利權）人: 陽江市五金刀剪產業技術研究院;陽江市高功率激光應用實驗室有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/07;B22F1/00
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 謝敏楠;張育唐

本申請公開了一種組合物的制造方法，包括使用熔覆材料進行超高速激光熔覆。熔覆材料為鈷基金屬粉末，例如包括特定比例的碳、鉻、硅、錳、鉬、鎳、鎢、鐵及鈷。超高速激光熔覆的送粉速率例如可為15–40g/min，例如20–30g/min，熔覆速率例如可為15–75m/min，例如15–25m/min，激光功率例如可為2200–3100W。本申請還公開了該方法制成的熔覆層，及該方法在修復金屬元件，例如是鑄軋輥套中的用途。本申請的方法制造出的熔覆層，成形良好，表面致密平整且無裂紋等缺陷，厚度可以在0.5mm以內精確控制，表面粗糙度Ra值小于100μm；硬度達650HV，熔覆效率達0.36m²/h，內部組織極其均勻致密細小，與基體冶金結合良好。

技術領域

本申請涉及冶金領域，更具體涉及一種通過超高速激光熔覆制造組合物的方法、該方法所制成的組合物，及該方法在修復金屬元件中的用途。

背景技術

在鋁板鑄軋生產中，鑄軋輥套是主要的消耗品。服役時，輥套表面受到高溫和載荷的交互作用，常因提前出現磨損凹坑，影響使用壽命和鋁板質量。對輥套表面進行強化，提高輥套表面的耐高溫摩擦磨損性能，對于提高輥套使用壽命以及穩定鑄軋鋁板的質量至關重要。目前，采用感應加熱淬火、熱噴涂、熱噴焊、堆焊、激光熔覆等工藝方法來達到改善鑄軋輥表面性能的目的，但是以上方法都有所瓶頸。例如感應加熱淬火技術工藝設備成本較高，其感應加熱只能加熱到表層一定深度內，并且淬火層厚度的均勻性得不到保證；堆焊修復技術工藝復雜、生產效率低、硬度不高，且在堆焊時易產生裂縫、夾渣等；熱噴涂技術獲得的涂層韌性和切削加工性都很差，存在著較多孔隙之類的缺陷。

激光熔覆作為一種表面改性高新技術，具有加工精度高、熱變形程度小、后續加工量少等特點，自從上世紀70年代興起于美國，就受到廣泛關注。然而，常規激光熔覆技術由于生產成本高昂難以大規模推廣應用，進一步探討發現，效率低下是導致成本高昂的最主要原因，可以說制約常規激光熔覆技術大規模推廣應用的最大瓶頸即是效率低下。

發明內容

在一些實施例中，本申請提供了一種組合物的制造方法，包括使用熔覆材料進行超高速激光熔覆，其中熔覆材料為鈷基金屬粉末。在一些實施例中，本申請提供了一種用于超高速激光熔覆的熔覆材料。在一些實施例中，本申請提供了一種由本申請的組合物的制造方法制成的組合物，在一些實施例中，本申請提供了一種熔覆層，包括由本申請的組合物的制造方法所制成的組合物。在一些實施例中，所述鈷基金屬粉末是鈷基自熔金屬粉末。

在一些實施例中，超高速激光熔覆的送粉速率為15–40g/min。在一些實施例中，超高速激光熔覆的送粉速率為15–30g/min。在一些實施例中，超高速激光熔覆的送粉速率為20–30g/min。在一些實施例中，超高速激光熔覆的熔覆速率為15–75m/min。在一些實施例中，超高速激光熔覆的熔覆速率為15–45m/min。在一些實施例中，超高速激光熔覆的熔覆速率為15–25m/min。在一些實施例中，超高速激光熔覆的激光功率為2200–3100W。在一些實施例中，超高速激光熔覆的激光功率為2500–2800W。在一些實施例中，超高速激光熔覆的激光功率為2500W。在一些實施例中，超高速激光熔覆的送粉速率為20–30g/min，熔覆速率為15–25m/min，激光功率為2500–2800W。在一些實施例中，超高速激光熔覆的送粉速率為30g/min，熔覆速率為15m/min，激光功率為2500W。在一些實施例中，超高速激光熔覆使用同軸送粉。在一些實施例中，超高速激光熔覆的搭接率為80–90％。在一些實施例中，超高速激光熔覆的光斑直徑為0.8–2.5mm。