專利名稱：用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鐵基合金材料，特別涉及用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料及其制作方法。

背景技術：
目前，在石油化工、鋼鐵、電力等工業(yè)行業(yè)中大量使用的電機、離心壓縮機、軸流風機、水泵、汽輪機等渦輪轉動設備中，轉子是這些設備共有的核心組成部件。長期在各種工況條件下服役，轉子主軸的支承軸頸產(chǎn)生磨損、抱瓦燒蝕；密封軸徑和推力等部位也產(chǎn)生腐蝕，磨損失效。一般常規(guī)的辦法是制造更換轉子軸徑。轉子主軸材料按其承載強度的不同，分別由45#、40Cr、42CrNiMoA等中碳或合金鋼制造；其制造更換新轉子周期長、費用高、影響設備正常運轉。
因此，提供一種化學成分配比合理、制作簡單、應用效果顯著的用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料及其制作方法，是該領域技術人員應著手解決的問題之一。


發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種化學成分配比合理、制作簡單、應用效果顯著的用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料及其制作方法。
為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術方案是一種用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料，其特征在于該鐵基合金材料包括的鐵基合金的化學成分按質量分數(shù)％配比如下 元素含量 C0.30～0.35； Cr18～20； Mn0.35～0.50； Mo1.50～1.70； Si0.80～1.0； Ti0.02； V0.06； Fe余量。
一種用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料的制作方法，該制作方法的實施步驟如下 首先，將鐵基合金制成粉末狀，鐵基合金的顆粒度分別選擇兩個范圍 (1)50～150μm， (2)100～325μm； 然后，采用電弧爐或真空電弧爐方式熔煉，經(jīng)過全Ar氣或全N2氣保護的臥式霧化工藝生產(chǎn)裝置上制成合金粉末；粉末為均勻實心顆粒狀，其中含有衛(wèi)星狀顆粒粉不超過3～5％。
本發(fā)明的有益效果是將研制的鐵基合金粉末分別在電機轉子軸，軸流風機轉子軸和離心壓縮機轉子軸上進行激光熔鑄應用，經(jīng)過采用不同激光加工工藝參數(shù)修復不同類型轉子軸，均達到鐵基合金粉末與軸原基材實現(xiàn)了牢固的冶金結合，熔鑄合金層無裂紋，不產(chǎn)生氣孔和夾雜等缺陷。經(jīng)過此種鐵基合金材料激光熔鑄修復過的各種類型轉子軸徑，投入生產(chǎn)中運行安全、質量可靠。具有耐磨損、耐腐蝕，自潤滑性優(yōu)良的特點。修復后轉子的使用壽命達到原設計制造主軸的水平，并超過原主軸使用壽命一倍以上。
采用該材料實現(xiàn)激光快速仿形熔覆技術修復轉子的方法具有快速、質量優(yōu)良、對轉子和軸徑無傷害，修復后運轉安全可靠，延長使用壽命等優(yōu)點。

具體實施例方式 以下結合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
、特征詳述如下 本發(fā)明是為激光熔鑄技術工藝這種新技術方法提供一種適合轉子主軸恢復再制造所使用的鐵基合金材料。
鐵基合金的化學成分如下表 鐵基合金化學成分(質量分數(shù)％) 鐵基合金的形態(tài)和制作方法 鐵基合金的形態(tài) 為了在激光熔鑄技術工藝方法修復轉子主軸時使用方便，將鐵基合金制造成具有一定顆粒度范圍的粉末狀，以便激光熔鑄采用仿形轉子主軸圓周激光掃描和往激光熔池內運送材料簡捷、有效。按粉末流動性考慮，鐵基合金的顆粒度范圍分別選擇兩個范圍，可滿足激光熔鑄仿形工藝操作。
其粒度分別為 a、50～150μm； b、100～325μm。
鐵基合金的制造方法 采用電弧爐或真空電弧爐方式熔煉，經(jīng)過全Ar氣或全N2氣保護的臥式霧化工藝生產(chǎn)裝置上制成合金粉末。粉末為均勻實心顆粒狀，其中含有衛(wèi)星狀顆粒粉不超過3～5％。粉末的物理及使用性能滿足設計技術要求。
實施例1 在鐵基合金材料生產(chǎn)制造過程中，設計鐵基合金化學成分實際控制配比時，考慮主要化學成分(質量分數(shù))百分比含量在設計總體范圍配比對生產(chǎn)和性能的影響。例如，選擇一下化學成分配比制造鐵基合金粉末(質量分數(shù))％ 生產(chǎn)中采用電弧爐或真空電爐熔爐。鐵基合金粉末生產(chǎn)過程采用臥式霧化工藝，在整個霧化生產(chǎn)過程中一直到包裝在Ar氣保護下進行。
制粉粒度為50～150μm。
經(jīng)檢驗，采用此材質配比和工藝方法生產(chǎn)的粉末，幾乎不含有空心粉，也極少有衛(wèi)星顆粒，粉末的真圓度已經(jīng)達到生產(chǎn)粉末優(yōu)越的物理性能。
實施例2 現(xiàn)將鐵基合金粉末的化學成分配比按上限含量組成如下(質量分數(shù))％ 制造方法是在N2氣保護下按工藝全過程進行，制作成粒度為100～325μm的合金粉末。經(jīng)檢驗其顆粒為實心狀，衛(wèi)星顆粒粉率不超過3％，物理性能沒有變化，滿足了設計的要求。
應用實例 某廠使用的AV45～12型風機，經(jīng)過運行兩年多時間，發(fā)現(xiàn)轉子主軸兩端滑動軸承位軸徑已經(jīng)被腐蝕成麻點狀，并產(chǎn)生多道環(huán)狀疲勞劃痕，深度約0.3～0.5mm，轉子在運行中產(chǎn)生超標振動停機。采用此種鐵基合金粉末進行激光熔鑄仿形修復主軸軸承位，恢復原設計機械尺寸和公差精度標準?，F(xiàn)在，修復后的風機轉子已經(jīng)投產(chǎn)正常運行近三年時間，安全平穩(wěn)，質量可靠。在例行檢查時，發(fā)現(xiàn)轉子主軸徑修復部無任何損傷，深得用戶滿意。
使用效果 將研制的鐵基合金粉末分別在電機轉子軸，軸流風機轉子軸和離心壓縮機轉子軸上進行激光熔鑄應用，經(jīng)過采用不同激光加工工藝參數(shù)修復不同類型轉子軸，均達到鐵基合金粉末與軸原基材實現(xiàn)了牢固的冶金結合，熔鑄合金層無裂紋，不產(chǎn)生氣孔和夾雜等缺陷。經(jīng)過此種鐵基合金材料激光熔鑄修復過的各種類型轉子軸徑，已經(jīng)投入生產(chǎn)中安全運行、質量可靠。具有耐磨損、耐腐蝕，自潤滑性優(yōu)良的特點。修復后轉子的使用壽命達到原設計制造主軸的水平，并超過原主軸使用壽命一倍以上。
上述參照實施例對該用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料及其制作方法進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的；因此在不脫離本發(fā)明總體構思下的變化和修改，應屬本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料，其特征在于該鐵基合金材料包括的鐵基合金的化學成分按質量分數(shù)％配比如下
元素含量
C0.30～0.35；
Cr18～20；
Mn0.35～0.50；
Mo1.50～1.70；
Si0.80～1.0；
Ti0.02；
V0.06；
Fe余量。
2.一種根據(jù)權利要求1所述的用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料的制作方法，其特征在于該制作方法的實施步驟如下
首先，將鐵基合金制成粉末狀，鐵基合金的顆粒度分別選擇兩個范圍
(1)50～1 50μm，
(2)100～325μm；
然后，采用電弧爐或真空電弧爐方式熔煉，經(jīng)過全Ar氣或全N2氣保護的臥式霧化工藝生產(chǎn)裝置上制成合金粉末；粉末為均勻實心顆粒狀，其中含有衛(wèi)星狀顆粒粉不超過3～5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于轉子主軸激光修復的鐵基合金材料，該鐵基合金材料包括的鐵基合金的化學成分按質量分數(shù)％配比如下元素含量C0.30～0.35；Cr18～20；Mn0.35～0.50；Mo1.50～1.70；Si0.80～1.0；Ti0.02；V0.06；Fe余量。制作步驟如下首先，將鐵基合金制成粉末狀，鐵基合金的顆粒度分別選擇兩個范圍(1)50～150μm，(2)100～325μm；然后，采用電弧爐或真空電弧爐方式熔煉，經(jīng)過全Ar氣或全N2氣保護的臥式霧化工藝生產(chǎn)裝置上制成合金粉末；粉末為均勻實心顆粒狀，其中含有衛(wèi)星狀顆粒粉不超過3～5％。本發(fā)明提供了一種適合轉子主軸恢復再制造所使用的鐵基合金材料；采用該材料具有快速、質量優(yōu)良、對轉子和軸徑無傷害，修復后運轉安全可靠，延長使用壽命等優(yōu)點。
文檔編號B22F9/08GK101758219SQ20091024516
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權日2009年12月28日
發(fā)明者魏振華 申請人:天津大族燁嶠激光技術有限公司