[发明专利]一种用于氧化铝厂渣浆泵叶轮抗磨蚀涂层材料及制备方法

说明书

一种用于氧化铝厂渣浆泵叶轮抗磨蚀涂层材料及制备方法。本发明属于表面处理技术领域，涉及用激光熔覆工艺制备耐磨蚀涂层，具体涉及一种用于氧化铝厂渣浆泵叶轮抗磨蚀工况下涂层材料及其工艺方法。所述激光复合制造铝矿浆泵叶轮的涂层材料，是由包括以下质量百分比组分组成：1.5～2％C、20～22％Mo、2～3％Si、14～16％Cr、30～32％Co、0.2～0.8％Ti、余量为Fe和不可避免的杂质。本发明熔覆装置采用良好的气氛保护装置，熔覆层中无气孔、缺陷及夹杂物，熔覆层纯净度高，热处理后有较高的抗冲击能力。

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，涉及用激光熔覆工艺制备耐磨蚀涂层，具体涉及一种用于氧化铝厂渣浆泵叶轮抗磨蚀涂层材料及其工艺方法。

背景技术

铝矿浆泵是氧化铝厂输送铝矿浆的主要设备，其泵壳、叶轮等过流部件是大量消耗的易损件。铝矿浆泵工况苛刻，高温强碱是主要特点，温度通常80-100℃，PH值＞14，是一种腐蚀性极强的介质。铝矿主要为水硬铝石，成分（w%)AL₂O₃ 60-65、Fe₂O₃ 14-17、SiO₂ 3.2-4.5、TiO₂ 3.5-4.5，过流介质均为硬质颗粒，磨损严重。目前大多铝矿浆泵叶轮采用高铬铸铁制造。基于其组织及性能分析，失效方式为在强碱及低角度冲蚀磨损共同作用下，严重的碳化物相界腐蚀使碳化物和基体分离，失去了良好的支撑，矿浆冲蚀磨损将促进裂纹的萌生和扩展，加速基体的剥落，使之失效，从而影响泵的使用效率。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于氧化铝矿浆泵叶轮抗磨蚀的粉末材料及激光复合制造叶轮工艺方法，基于失效分析本发明提供的涂层材料能够耐强碱腐蚀，并且具有良好的抵抗磨砺磨损性能，具有更好的耐磨性，硬度能够达到60HRC左右。通过此工艺，使叶轮表面激光熔覆耐腐蚀、耐磨损，具有一定的冲击韧性，实现叶轮寿命的延期，从而实现泵整体的寿命延期。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种激光复合制造铝矿浆泵叶轮的涂层材料，是由包括以下质量百分比组分组成：1.5～2％C、20～22％Mo、2～3％Si、14～16％Cr、30～32％Co、0.2～0.8％Ti、余量为Fe和不可避免的杂质，各组分质量百分数相加之和等于百分之百。

其中，各组分粒度-125-+300目。

一种用于修复铝矿浆泵叶轮的粉末制备方法：将上述粒度-125~+300目的粉末按质量比进行配比，放置于混料机中进行混合，使用时进行真空干燥处理。

一种用于铝矿浆泵叶轮激光复合制造的工艺方法，包括以下工艺步骤：根据使用工况重新优选基体，在基体表面熔覆功能层，用同步送粉气氛保护的方法激光熔覆一层0.8-1.2mm耐腐蚀耐磨功能层，对激光熔覆后的叶轮进行热处理，最后精加工至规定尺寸和精度。

一种用于铝矿浆泵叶轮激光复合制造的工艺方法，具体步骤包括：

（1）新基体机加。

将优选的2Cr13基体机加成叶轮熔覆尺寸图，表面无损检测无缺陷。

（2）激光熔覆。

将质量百分比组分组成为1.5～2％C、20～22％Mo、2～3％Si、14～16％Cr、30～32％Co、0.2～0.8％Ti、余量为Fe和不可避免的杂质，进行激光熔覆；叶轮预热180~200℃，利用光纤激光器，配合激光同步送粉装置，激光熔覆一层厚度为0.8-1.2mm抗疲劳耐磨的功能层；所采用光纤激光器，其参数为：聚焦镜焦距f＝300mm；熔覆功率P＝2500～3000W；光斑直径D＝3mm；熔覆扫描速率V＝1000～2000mm/min；搭接率50％。

（3）热处理。