[发明专利]用于阀板激光熔覆镍基碳化钨涂层的制备工艺

说明书

本发明涉及一种用于阀板激光熔覆镍基碳化钨涂层的制备工艺，其特征是，包括以下步骤：（1）将阀板待熔覆面清洗除油，并喷砂粗化；（2）将阀板待熔覆面向上置于方框中，用石棉绳将阀板与方框间的缝隙塞住；（3）将方框置于熔盐中，使熔盐液面低于阀板待熔覆面；（4）使阀板待熔覆面的温度上升并稳定在400±10℃；（5）开始激光熔覆，所用材料为Ni60、10‑20%细颗粒WC和10‑20%粗颗粒WC组成的混合粉末；（6）熔覆结束后，将单面熔覆合金碳化钨涂层的阀板进行保温缓冷至室温；（7）清理阀板未熔覆面残留的熔盐，并喷砂粗化；（8）重复步骤（2）‑（5），完成阀板另一个面的镍基碳化物涂层激光熔覆。本发明能够有效避免镍基碳化物涂层的开裂和阀板的变形。

技术领域

本发明涉及一种用于阀板激光熔覆镍基碳化钨涂层的制备工艺，属于材料表面处理技术领域。

背景技术

激光熔覆镍基碳化钨涂层与基体是冶金结合且硬度高，耐腐蚀性好，非常适合于带一定冲击的耐磨零件的表面防护。但是，由于涂层材料与基体材料间的膨胀系数差异较大，并且高硬度的镍基碳化钨涂层具有较高的脆性，很容易导致激光熔覆的镍基碳化钨涂层开裂。因此，采用激光熔覆镍基碳化钨涂层时常常需要对基体材料进行加热，以减少涂层与基体间的膨胀系数不一致而引起的开裂现象。对基体的加热方式通常有氧乙炔火焰加热、炉内加热和发热板加热。其中，氧乙炔加热操作不方便，加热不均匀；炉内加热转运到激光工作台后，温度下降较快，且操作不方便；并且， 对于前两种加热方式，由于阀板未熔覆的部分热量不断散失，使得阀板在熔覆过程各部分温度不均匀，也容易导致涂层开裂。而采用发热板加热时，由于发热板和阀板的接触面都会发生一定程度的变形，难以保证发热板与阀板间的良好接触，最终导致基体各部分预热温度也不均匀。因此，急需对激光熔覆阀板类零件的加热方式进行改进，以保证阀板类零件在激光熔覆过程中各部分的预热温度较一致，从而减少和避免激光熔覆镍基碳化钨涂层的开裂现象。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于阀板激光熔覆镍基碳化钨涂层的制备工艺，能够有效避免镍基碳化钨涂层的开裂和阀板的变形。

按照本发明提供的技术方案，所述用于阀板激光熔覆镍基碳化钨涂层的制备工艺，其特征是，包括以下步骤：

（1）将阀板待熔覆面清洗除油，并喷砂粗化；

（2）将阀板待熔覆面向上置于方框中，用石棉绳将阀板与方框间的缝隙塞住；

（3）并将方框整体置于熔盐中，调整方框的高度，使得熔盐液面低于阀板待熔覆面2~4mm；

（4）调整熔盐温度，使得阀板待熔覆面的温度上升并稳定在400±10℃；

（5）开启激光器、送粉器、机械手和保护气体，开始激光熔覆；激光的输出功率为5KW，激光的光斑为22mm×3mm的矩形光斑，激光扫描的搭接率为30%，扫描速度为400mm/min，送粉率为60g/min，所用粉末为Ni60、10-20%细颗粒WC和10-20%粗颗粒WC组成的混合粉末；

（6）熔覆结束后，将单面熔覆合金碳化钨涂层的阀板移入炉温为400±10℃的井式炉中进行保温缓冷至室温；

（7）清理阀板未熔覆面的残留的熔盐，并喷砂粗化；

（8）重复步骤（2）-（5），完成阀板另一个面的镍基碳化钨涂层激光熔覆。

进一步地，所述方框的内框中带有台阶，阀板置于方框中时，阀板的下表面放置于台阶面上。

进一步地，所述激光器为6KW半导体激光器，输出功率为5KW，采用矩形光斑，光斑尺寸22mm×3mm。

进一步地，所述盐浴加热的盐采用KNO₃和NaNO₃中的一种或两种的混合。