[发明专利]激光熔覆的机械面密封件

权利要求书

1.一种用于制造尺寸上严格控制的机械面密封件的方法，所述方法包括：

形成铸造或锻造的基材部分(400)，所述基材部分(400)具有内径(420)、外径(410)以及在所述内径(420)和所述外径(410)之间延伸的平坦表面(440)；

将涂层材料(1150)供应到所述平坦表面(440)的顶层(441)，所述涂层材料(1150)包括铁基合金、镍基合金、以及钴基合金中的至少一个；以及

使激光(1000)至少暴露于所述平坦表面(440)，所述暴露包括跟踪所述平坦表面(440)的所述顶层(441)，以使所述基材部分(400)的顶表面和所述涂层材料(1150)一起熔化，从而形成冶金结合。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述供应包括将所述涂层材料(1150)的粉末气流或丝材供给到所述平坦表面(440)的所述顶层(441)上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述供应包括控制所述粉末气流或所述丝材的供给速率，以在所述暴露之前，在所述平坦表面(440)的顶表面的位置处形成中间层(500)，所述中间层(500)具有所述涂层材料(1150)和所述基材部分(400)的材料熔化在一起的组合物，以及

其中在所述中间层(500)之上形成熔覆层(600)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述中间层(500)和所述熔覆层(600)在所述基材部分(400)上形成无裂纹的涂层表面(450)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述供应包括将所述涂层材料(1150)的粉末气流或丝材供给到所述平坦表面(440)的所述顶层(441)上，同时暴露于所述激光(1000)，所述涂层材料(1150)和所述基材部分(400)的材料熔化在一起以形成中间层(500)，以及

其中所述供给包括供应另外的涂层材料(1150)以形成熔覆层(600)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述中间层(500)和所述熔覆层(600)在所述基材部分(400)上形成无裂纹的涂层表面(450)。

7.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括对所述基材部分(400)的表面进行表面处理以形成机械面密封件，所述表面处理包括从所述熔覆层(600)上去除材料(710)，以得到0.7mm到1.0mm之间的熔覆层(600)厚度。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述基材部分(400)由SAE 52100合金钢、SAE 1020合金钢、SAE 1040合金钢、球墨铸铁或灰口铸铁制成。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述铁基合金由0.78％到1.05％的碳、0.15％到0.40％的锰、0.20％到0.45％的硅、2.0％到4.5％的铬、4.5％到5.5％的钼、5.5％到6.75％的钨、1.75％到2.20％的钒、多达0.3％的镍、多达0.25％的铜、多达0.03％的磷、多达0.03％的硫、以及余量的铁组成；

其中，所述镍基合金由16-17％的铬、3.3％的硼、3.8％的硅、0.8％到1.0％的碳、以及余量的镍组成，以及

其中，所述钴基合金由26.5％到33％的铬、0.8％到2.7％的碳、3.5％到20％的钨、0.8％到1.2％的硅、多达3％的铁、多达1.5％的钼、多达1％的锰、以及余量的钴组成。

10.一种用于制造尺寸上严格控制的机械面密封件的方法，所述方法包括：

形成由SAE 52100合金钢、SAE 1020合金钢、SAE 1040合金钢、球墨铸铁、或灰口铸铁制成的铸造或锻造的基材部分(400)，所述基材部分(400)具有内径(420)、外径(410)以及在所述内径(420)和所述外径(410)之间延伸的平坦表面(440)；

使激光(1000)暴露于所述平坦表面(440)的至少一部分(442)，以对所述基材部分(400)进行预加热；以及

将包括铁基合金、镍基合金或钴基合金的涂层材料(1150)供应到已经预加热过的所述平坦表面(440)上，并使激光(1000)进一步暴露于已经预加热过的所述平坦表面(440)的至少一部分(442)，以使所述基材部分(400)的顶表面和所述涂层材料(1150)熔化在一起，从而形成冶金结合，

其中，所述供应和所述进一步暴露通过将所述涂层材料(1150)和所述基材部分(400)的材料进行熔化而形成中间层(500)，并在所述中间层(500)之上形成所述涂层材料(1150)的所述熔覆层(600)，

其中所述铁基合金由0.78％到1.05％的碳、0.15％到0.40％的锰、0.20％到0.45％的硅、2.0％到4.5％的铬、4.5％到5.5％的钼、5.5％到6.75％的钨、1.75％到2.20％的钒、多达0.3％的镍、多达0.25％的铜、多达0.03％的磷、多达0.03％的硫、以及余量的铁组成，

其中，所述镍基合金由16-17％的铬、3.3％的硼、3.8％的硅、0.8％到1.0％的碳、以及余量的镍组成，以及

其中，所述钴基合金由26.5％到33％的铬、0.8％到2.7％的碳、3.5％到20％的钨、0.8％到1.2％的硅、多达3％的铁、多达1.5％的钼、多达1％的锰、以及余量的钴组成。