[发明专利]一种利用激光技术再制造最小流量阀密封面的功能层合金材料及封面的制备方法

说明书

本发明涉及激光熔覆和表面工程技术领域，本发明涉及一种通过激光熔覆技术进行阀门密封面表层强化层的再制造，获得比传统镀硬铬使用寿命更久的密封表面。一种除鳞线上的喷射阀密封面的表层材料强化方法，具体包括以下步骤：清理、混合、熔覆、预制送粉、热处理。本发明提供了一种全新的喷射阀阀芯表面强化方法。镀铬的通常有效厚度仅有4‑5μm，很难做到20μm以上的高质量镀铬层。而这种方法可以制作出更厚的强化表面，厚度至少可以达到1mm以上，可以有效延长表面被破坏的时间。通过该方法制作出的表面起到比镀铬层持久的防护作用达到提高产品整体使用寿命的作用。

技术领域

本发明涉及激光熔覆和表面工程技术领域，具体涉及一种利用激光技术再制造最小流量阀密封面的功能层合金材料及封面的制备方法，获得比现有焊接强化使用寿命更久的密封表面。

背景技术

火力发电厂电机给水泵最小流量调节阀经常出现阀芯减压套开裂造成阀门卡死以及因密封面的损坏导致的内漏现象。这些现象产生的主要原因：一是高静压下运行导致材质发生金属蠕变，最终引发衬套突然开裂；二是阀门开启瞬间高压水流流过狭小开口处对密封面造成的冲蚀磨损；三是阀门开启后带来的闪蒸和汽蚀进一步损害阀芯表面，从而影响阀芯组件的使用寿命。

目前国内通常是采用堆焊司太立合金的方式对阀芯表面进行修复。在修复的过程中，焊接过程导致的基材过热会使基材的硬化沉淀相发生转变从而降低基材硬度，高稀释率也会改变金属组织的成分，导致有害相生成并最终影响零件的使用寿命。正是因为这些不利因素，堆焊过的阀芯通常每运营半年左右反复进行修复。现有的焊接技术由于反应剧烈会引入大量的杂质到密封面，严重影响质量。即使采用MIG焊接，获得组织的致密程度也远远低于激光成型的组织。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种利用激光技术再制造最小流量阀密封面的功能层合金材料及封面的制备方法，本发明采用激光熔覆技术替代现有的堆焊（TIG焊或MIG焊修复方法），所述的激光熔覆技术是通过激光在密封面处熔覆合金粉末制造出新的高性能密封面。由于激光的快速熔凝特性，可以形成比现有焊接组织更致密的密封材料结构，在惰性气体的保护下可以形成纯净度很高的功能层。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

一种利用激光技术再制造最小流量阀密封面的功能层合金材料，该合金材料包括以下质量百分数的组分组成：Cr 28%~29%、C 1.42%~1.43%、Mn 0.5%~1.5%、Ni≤3.0%、Mo≤1.1%、Si≤2.0%、W 8.1%~8.4%、Fe≤3.0%，Co余量。

一种利用激光技术再制造最小流量阀密封面的方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将待熔覆面氧化皮打磨清理后，用清洗剂除去待熔覆面表面的油污。

步骤2、采用预制送粉，通过粉管将粉末送至熔层前方，通过阀件转动将粉末送入熔池。如果工件的尺寸过小，也可以通过气载送粉的方式将粉末直接送入熔池。

步骤3、激光熔覆功率控制在2600W至2800W之间，熔覆的线速度控制在800mm/min至1000mm/min。

步骤4、粉末采用预制送粉，送粉量为12~14g/min，熔层厚度控制在1~1.2mm，该厚度可以保证熔层能满足产品性能需求。

步骤5、磨削熔覆面至设计尺寸，表面粗糙度应为Ra0.8。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下。

一种利用激光技术再制造最小流量阀密封面的方法，本发明采用激光熔覆技术替代现有的堆焊（TIG焊或MIG焊修复方法），所述的激光熔覆技术是通过激光在密封面处熔覆合金粉末制造出新的高性能密封面。由于激光的快速熔凝特性，可以形成比现有焊接组织更致密的密封材料结构，在惰性气体的保护下可以形成纯净度很高的功能层。