[发明专利]一种激光熔块修复中碳调质钢缺陷的方法

说明书

本发明提供了一种激光熔块修复中碳调质钢缺陷的方法，属于修复领域。本发明采用块体填充的方式会大大降低修复的成本，填充块相对于激光送丝和激光送粉能够快速获得，并且获得成本低，填充材料的利用率高，对修复设备的要求低，不需要送粉和送丝机构，修复区组织致密、均匀，且没有气孔、夹杂物等缺陷，修复后的性能能够达到使用要求。实施例的结果表明，采用本发明的修复方法得到的中碳调质钢的抗拉强度能够达到母材的74.5％，适合作为螺旋桨轴，连杆，齿轮轴，重型锻件、转子和圆盘的快速高效低成本修复。

技术领域

本发明涉及合金修复技术领域，尤其涉及一种激光熔块修复中碳调质钢缺陷的方法。

背景技术

中碳调质钢有着良好的综合力学性能，广泛用于制造轴类零件、杆类零件、各种紧固件以及螺栓螺杆等零件。由于这些零件在使用过程中经受着长时间的冲击载荷作用，故而不可避免地会出现磨损、疲劳裂纹等缺陷，从而影响结构件的整体使用性能和系统稳定性。对于大型轴类和杆类结构件，在出现磨损和疲劳裂纹等缺陷后，因其体积和重量大，更换新的零件会有很大的困难，并且会花费较高的更换成本，造成人力物力等资源浪费。所以修复技术成为解决大型轴类，杆类零件的首选方法，为了保证构件在出现缺陷后能够低成本安全稳定运行，为中碳调质钢构件寻找一种高效高质量的修复技术是降低重要结构件制造和维护成本的重要手段。

激光熔覆技术是现代制造业中最为重要的结构修复技术之一，其利用高能激光束使熔覆材料和基材一起熔化发生冶金化学反应，最终得到性能良好结合层，具有加热、冷却速度快，热输入小，易与基材形成良好的冶金结合等优点，激光熔覆常用的送给方式是同步送粉和同步送丝。

现有技术中，中国专利201310450886.5公开了激光熔丝修复模具的方法，通过激光工艺参数对模具产生的裂纹进行熔丝修复；中国专利201510933825.3公开了以及锥形粉束同轴送粉方式，激光熔覆Fe基合金修复受损轴流风机叶片。虽然现在常用的激光修复方式为同步送丝和同步送粉，但是送粉熔覆修复粉末的利用率通常只有20％左右，利用率低，成本高；送丝修复的焊丝难获得，并且成本较高。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种激光熔块修复中碳调质钢缺陷的方法。本发明采用块体填充的方式，通过激光多道次修复，达到快速高效低成本修复的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种激光熔块修复中碳调质钢缺陷的方法，包括以下步骤：

机械加工将待修复中碳调质钢基材待修复区域的缺陷体去除，然后加工成规则的凹槽，用砂纸去除所述待修复中碳调质钢基材表面的氧化层，然后用丙酮擦拭，吹干待用；

从其他锻件上取出填充块，并将所述填充块预置在所述凹槽中，所述填充块与所述凹槽形成过盈配合且预置在所述凹槽中后比所述待修复中碳调质钢基材表面高，所述其他锻件与所述待修复中碳调质钢基材的组成和含量相同；

在所述待修复中碳调质钢基材表面进行单道修复，确定在不同修复深度下的工艺参数、在不同修复深度处的熔宽和激光修复道间偏移间距；

在氮气保护下，对所述待修复区域进行多道次修复，修复完成后通过机械加工的方法将表面打磨平整。

优选地，所述填充块预置在所述凹槽中后比所述待修复中碳调质钢基材表面高0.4～0.7mm。

优选地，所述过盈配合的公差等级为IT2。

优选地，当所述修复区域为2mm深，10mm宽的中碳调质钢时，所述凹槽的宽度方向尺寸为9.9～10mm，所述填充块的宽度方向的尺寸为10～10.1mm。

优选地，当所述待修复区域为2～5mm宽的34CrNiMo6中碳调质钢时，所述单道修复条件为：激光功率为2.4～4.5KW，扫描速度为1.8～2.1m/min，离焦量+1mm，激光修复道间偏移间距为0.8～0.95mm。