激光熔覆Ni35+11%wc熔覆层的组织及耐腐蚀研究

井振宇,李新梅

(新疆大学机械工程学院,新疆 乌鲁木齐 830047)

1 引 言

45号钢作为零件重要材料之一,广泛应用在各种极端的环境中；在一些极端环境条件下容易发生磨损、腐蚀等[1-2]。进而人们通过激光熔覆技术,来实现45钢表面改性,其中镍基合金粉末具有耐腐蚀、耐磨损、抗氧化等优点而受到广泛关注[3-5]。罗鹏[6]等采用振扫描放热方法在45号钢表面熔覆Ni60粉末,硬度500 HV以上,熔覆层内部组织致密性均匀。张吉庆[7]利用Ni60A+wc粉末在45号钢表面进行激光熔覆,结果表面熔覆层硬度约是基体的3倍。但是激光熔覆技术自身的特性,由于块热快冷原因导致Ni60熔覆层的残余应力增大,产生了很多裂纹缺陷[8]。

因此本文选取低硬度的Ni35粉末,通过混合11 %wc来增加硬度,减少熔覆层出现裂纹,气孔等缺陷,提高激光熔镍基合金与基体良好冶金结合,充分发挥激光技术的优点。为不同环境和工况下45钢零件节约成本,增加使用寿命提供技术支持。

2 实验流程

首先采用氮气作为保护气体,将混合均匀的合金粉末倒入仪器中,然后将激光设备开启进行吹气,直到有粉末吹出,固定光整45钢试样,调整好激光器的参数并开始熔覆。采用德国 KUKA 机器人作为熔覆过程中的主要运动机构IPG 光纤激光器,型号:YLS-2000,最大输出功率为P=2000 W。

为了便于试验台的装夹式样,本文采用尺寸15 cm×6 cm×0.8 cm的45号钢板,先进行抛光,再用600号砂纸进行打磨平整,用超声波和酒精进行清洗,吹风机吹干,放在干燥箱存放。

粉末的形状和潮湿性都会让激光熔覆设备管道堵塞,甚至影响试样准确性,所以选用球状Ni35 粉末,粒度为150～270目,按照粉末配比进行烘干,采用KQM型行星式球磨机搅拌均匀,如图1所示。……