一種在港機滑輪上制備激光熔覆鐵基涂層的方法
【專利摘要】一種在港機滑輪上制備激光熔覆鐵基涂層的方法，步驟：將港機滑輪進行整體烘烤處理，然后表面進行清理去掉銹跡和油污；噴砂處理，并用壓縮空氣清砂，然后將其表面用碳素墨水涂黑；先對港機滑輪的繩槽底部進行激光熔覆，功率70％～80％，離焦量0，保護氣2L/min～5L/min，搭接率50％～60％，機床轉臺的轉動速度為0.18r/min～0.32r/min，送粉量為70g/min～90g/min；4)對繩槽側壁激光熔覆，功率50％～60％，離焦量-20mm～-30mm，保護氣2L/min～5L/min，搭接率30％～40％，轉臺轉速為0.36r/min～0.6r/min；去應力熱處理，隨爐冷卻。本發(fā)明工藝簡單合理，制備的涂層無裂縫、硬度高，耐磨性能較基體提高3倍，大大提高了港機滑輪的使用壽命。
【專利說明】一種在港機滑輪上制備激光熔覆鐵基涂層的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于表面加工與改性【技術領域】，涉及一種在鐵基體上制備激光熔覆鐵基耐 磨大厚度涂層的方法，尤其涉及一種在港機滑輪上制備激光熔覆鐵基涂層的方法。

【背景技術】
[0002] 船舶及港機修造是我國長江三角洲地區(qū)海洋經濟及內航經濟的亮點。以浙江為 例，共有各類修造船廠246家，有船臺船塢共計1040個，舾裝碼頭218個，共配備拖輪42艘， 船舶修造能力已達2015萬載重噸。另外，長江三角洲地區(qū)的起重港機和港作船舶也比較 多，以寧波港為例，全港共有各種港作船舶120艘、各種起吊港機1500臺，每年報廢的起吊 滑輪就達5000多件，均是由于繩槽磨損而報廢。因此，船舶及港機裝備部件尤其是港機滑 輪的修復強化在長江三角洲地區(qū)具有極好的產業(yè)化前景。
[0003] 激光表面強化技術隨著大功率激光器技術的快速發(fā)展近年來在激光熔凝、激光表 面合金化、激光熔覆技術等方面發(fā)展很快，制備的涂層與基體呈冶金結合，結合強度較高， 且激光能量集中，熱影響區(qū)小，能夠保持基材原有的組織與形狀，在修復港機滑輪方面有天 然的優(yōu)勢。在港機滑輪上制備激光強化涂層，以提高其使用壽命，是一種很有應用潛力的方 法。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種在港機滑輪上制備激光熔覆鐵基涂層的 方法，采用寬帶激光光斑與多道激光熔覆層搭接的方法在氬氣保護氣氛下通過精密機床控 制在港機滑輪上制備鐵基耐磨涂層，制備的涂層耐磨性能好，大大提高了港機滑輪的使用 壽命。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種在港機滑輪上制備激光熔覆 鐵基涂層的方法，其特征在于包括以下步驟：
[0006] 1)將港機滑輪進行整體烘烤處理，然后對港機滑輪繩槽表面進行清理去掉銹跡和 油污；
[0007] 2)接著對港機滑輪進行噴砂處理，并用壓縮空氣清砂，然后將其表面用碳素墨水 涂黑；
[0008] 3)采用固體激光器對步驟2)處理后的港機滑輪進行激光熔覆，首先對港機滑輪 的繩槽底部進行熔覆，功率70 %?80 %，離焦量0，保護氣2L/min?5L/min，搭接率50 %? 60%，通過編程后，機床轉臺的轉動速度為0.181'/11^11?0.3217/1^11，送粉量為7(^/1^11? 90g/min；
[0009] 4)接著對港機滑輪的繩槽側壁進行激光熔覆，功率為50 %?60%，離焦 量-20臟?-3()1111]1，保護氣217/1]1；[11?517/1]1；[11，搭接率3() (%?4()(%，通過編程，機床轉臺轉速 為 0· 36r/min?0· 6r/min;
[0010] 5)將激光熔覆后的港機滑輪進行去應力熱處理，最后隨爐冷卻即可。
[0011] 作為改進，所述步驟1)的烘烤處理的烘烤溫度150°c?200°C，時間0. 5h?lh，表 面清理是指用丙酮去掉銹跡和油污。
[0012] 作為改進，所述步驟3)、步驟4)的激光熔覆過程中機床轉臺需根據(jù)繩槽形狀偏 轉，使熔覆面始終保持水平。
[0013] 再改進，所述步驟5)的去應力熱處理的溫度為400°C?500°C，時間3h?4h。
[0014] 固體激光器設備額定功率為3kW。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用寬帶激光光斑與多道激光熔覆層搭接 的方法在氬氣保護氣氛下通過精密機床控制在港機滑輪上制備鐵基耐磨涂層。在激光熔 覆過程中，針對港機滑輪繩槽的特殊形狀，通過改變激光頭焦距與改變搭接量相結合，在主 要磨損的繩槽底部，采用無離焦量和大搭接量的方式，保證此部位涂層的硬度、厚度與結合 力；在次要磨損的繩槽側壁，采用負離焦和小搭接量的方式，提高加工速度，減少耗費。這 樣，使各部位都得到有效保護，且不會造成資源的浪費。本發(fā)明工藝簡單，所制備的涂層，單 道可達I. 5_，搭接后可達3. 0_，涂層無裂縫、硬度高，耐磨性能較基體提高3倍，大大提高 了港機滑輪的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明實施例1在港機滑輪繩槽底部的激光熔覆工藝示意圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明實施例1在港機滑輪繩槽側壁的激光熔覆工藝示意圖。

【具體實施方式】
[0018] 以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0019] 實施例1
[0020]1)對港機滑輪進行整體150°C，0. 5h的烘烤處理，清理可能存于其內的油污，并用 丙酮去掉表面銹跡和油污；
[0021] 2)對步驟1)處理的港機滑輪進行噴砂處理，并使用壓縮空氣對噴砂后的港機滑 輪進行"清砂"處理，然后將其表面用碳素墨水涂黑；
[0022] 3)對步驟2)處理的港機滑輪進行激光熔覆，采用IPG的固體激光器進行激光熔 覆，將港機滑輪固定在機床轉臺上，采用功率70 %，離焦量0,保護氣2L/min，搭接率50 % 的方式對繩槽底部進行熔覆，如圖1所示，激光頭1對準港機滑輪2的繩槽底部，激光束及 粉流3從激光頭1中噴出，通過編程后，機床轉臺的轉動速度為0. 18r/min，送粉量為70g/ min，圖1中的虛線部分是機床轉動一圈后（熔覆完一道），激光頭1與港機滑輪2的相對位 置變化關系；
[0023] 4)對港機滑輪的繩槽側壁進行激光熔覆，如圖2所示，激光頭1對準港機滑輪2的 繩槽側壁，此時，功率為50 %，離焦量-20mm，保護氣2L/min，搭接率30 %，通過編程，機床轉 臺轉速為0. 36r/min;在此過程中機床轉臺根據(jù)繩槽形狀偏轉，使熔覆面始終保持水平，圖 2中的虛線部分是機床轉動一圈后（熔覆完一道），激光頭1與港機滑輪2的相對位置變化 關系；
[0024]5)將激光熔覆后的港機滑輪進行400°C，3h的去應力熱處理，隨爐冷卻。
[0025]該實施例制備的樣品進行性能測試
[0026]

【權利要求】
1. 一種在港機滑輪上制備激光熔覆鐵基涂層的方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 將港機滑輪進行整體烘烤處理，然后對港機滑輪繩槽表面進行清理去掉銹跡和油 污； 2) 接著對港機滑輪進行噴砂處理，并用壓縮空氣清砂，然后將其表面用碳素墨水涂 里. 3) 采用固體激光器對步驟2)處理后的港機滑輪進行激光熔覆，首先對港機滑輪的 繩槽底部進行熔覆，功率70%?80%，離焦量0，保護氣2171^11?5171^11，搭接率50%? 60 %，通過編程后，機床轉臺的轉動速度為0. 18r/min?0. 32r/min，送粉量為70g/min? 90g/min ； 4) 接著對港機滑輪的繩槽側壁進行激光熔覆，功率為50 %?60 %，離焦 量-20臟?-3()1111]1，保護氣217/1]1；[11?517/1]1；[11，搭接率3() (%?4()(%，通過編程，機床轉臺轉速 為 0? 36r/min ?0? 6r/min ; 5) 將激光熔覆后的港機滑輪進行去應力熱處理，最后隨爐冷卻即可。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟1)的烘烤處理的烘烤溫度 150°C?200°C，時間0. 5h?lh，表面清理是指用丙酮去掉銹跡和油污。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟3)、步驟4)的激光熔覆過程中 機床轉臺需根據(jù)繩槽形狀偏轉，使熔覆面始終保持水平。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟5)的去應力熱處理的溫度為 400°C?500°C，時間 3h ?4h。
【文檔編號】C23C24/10GK104357835SQ201410630945
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權日:2014年11月11日
【發(fā)明者】馬冰, 潘力平, 劉紅偉, 馮勝強, 劉光, 鄭子云, 李娜, 賈利, 崔烺 申請人:中國兵器工業(yè)第五二研究所