本發(fā)明涉及一種修復(fù)重型燃機(jī)核心部件的合金粉末，特別是涉及一種用于修復(fù)重型燃機(jī)輪轂榫齒的鎳基合金粉末。
背景技術(shù)：
重型地面燃機(jī)由于建設(shè)周期短，發(fā)電運(yùn)行環(huán)保，能夠獨(dú)立快速啟動(dòng)，承擔(dān)電網(wǎng)的調(diào)峰運(yùn)行和黑啟動(dòng)功能。雖然我國貧油貧氣，但燃油燃?xì)庵匦偷孛嫒紮C(jī)在我國仍有近一百臺(tái)的保有量。
燃煤發(fā)電機(jī)組我國有三大三小專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)。但燃油燃?xì)庵匦偷孛嫒紮C(jī)，我國沒有專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，所使用的設(shè)備全部依靠進(jìn)口。每年設(shè)備維修與備件更換大約5億美金市場，全部也由外國原制造企業(yè)和專業(yè)化服務(wù)企業(yè)占領(lǐng)。國內(nèi)企業(yè)在這一領(lǐng)域，由于沒有國外生產(chǎn)企業(yè)授權(quán)，沒有相關(guān)維修資料和維修業(yè)績，遲遲進(jìn)入不了燃機(jī)發(fā)電的維修行業(yè)。
激光熔覆技術(shù)用于渦輪設(shè)備核心部件的再制造，已在石化、冶金、航空、鐵路等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。電力行業(yè)的燃煤機(jī)組，采用激光熔覆技術(shù)對(duì)損傷的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)主軸進(jìn)行再制造，已有上百個(gè)成功案例。
由于機(jī)組每天調(diào)峰運(yùn)行，非工作時(shí)間低速盤車保養(yǎng)。為了保證燃機(jī)在高溫運(yùn)行時(shí)動(dòng)葉片與輪轂榫齒之間配合尺寸，在冷態(tài)時(shí)動(dòng)葉榫齒和輪轂榫齒必須預(yù)留一定的間隙，所以機(jī)組在非工作低速盤車會(huì)造成動(dòng)葉和輪轂榫齒的磨損。當(dāng)輪轂榫齒磨損較大時(shí)，動(dòng)葉片會(huì)脫出，造成動(dòng)葉斷裂、輪轂報(bào)廢的重大事故。
激光熔覆是指通過不同的方式在被熔覆的基體上添加選擇的涂層材料，經(jīng)高能密度激光束輻照加熱，使之和基體表面熔化，并快速凝固，從而在基材表面形成與其為冶金結(jié)合的表面涂層的工藝過程。作為近年來材料表面強(qiáng)化方面的先進(jìn)技術(shù)，激光熔覆具有引起工件變形小、稀釋率低、涂層與基材間結(jié)合力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，但根據(jù)基材以及所需性能的不同，需要合理的選擇熔覆粉末以及熔覆工藝，否則熔覆層會(huì)出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，影響工件的使用性能。
激光熔覆修復(fù)技術(shù)作為一種先進(jìn)的再制造技術(shù)，近年來得到了迅速推廣和廣泛應(yīng)用。
但是，目前市場上激光熔覆專用的合金粉末并不多見，而噴焊、噴涂等傳統(tǒng)工藝所使用的合金粉末，是按不同比例加以調(diào)配，并以機(jī)械混粉的形式配制所需的各種鎳基、鈷基、鐵基合金粉末。這些混合合金粉末存在諸如混合不均勻、顆粒度差異大、熔點(diǎn)不同、成分偏差、膨脹系數(shù)不同等問題，導(dǎo)致在實(shí)際熔覆中無法控制裂紋、氣孔、偏析、性能不穩(wěn)、不易機(jī)加等缺陷。
地面燃機(jī)的制造工藝極其復(fù)雜，工藝要求高、材料特殊，因此對(duì)材料的要求十分重要，合適的激光熔覆材料以及激光熔覆工藝，并且要保證激光熔覆修復(fù)后力學(xué)性能不下降。因此，研究開發(fā)出新的具有耐蝕耐磨能力的、性能穩(wěn)定的激光熔覆用鎳基合金粉末，是所述技術(shù)領(lǐng)域里的重大課題，經(jīng)本申請(qǐng)人檢索查證：國內(nèi)外尚無這方面的相關(guān)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，通過反復(fù)研究改進(jìn)，給出了具有耐磨性好的適用于燃?xì)廨啓C(jī)輪轂榫齒的合金粉末，能夠在輪轂榫齒榫槽內(nèi)熔覆一層無裂紋、無雜質(zhì)、組織致密的耐磨合金粉末，大幅度提高了重型燃機(jī)的使用壽命。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種用于重型燃機(jī)輪轂榫齒修復(fù)的鎳基合金粉末，其材料成分按重量百分比計(jì)的配比如下。
C：0.1-0.2%，Cr：21.0-24%，W：8.5-10.5%，Mo：9.1-11.5%，Ti：3.6-5.5%，，Al：3.0-5.0%，V：1.8-3.2%，余量為Ni。
這種合金粉末以鎳基合金為基體，粉末中的鉻含量較高，可與粉末中的碳元素形成適量的碳化鉻等硬質(zhì)相，提高涂層的硬度和耐磨性能，且鉻具有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化能力，提高熔覆層的強(qiáng)度，也能提高熔覆層的耐蝕性能；鉬，作為一種稀土元素，能夠起到使組織均勻細(xì)化的作用，同時(shí)鉬的原子半徑較大，固溶后發(fā)生較嚴(yán)重的晶格畸變，提高熔覆層的硬度，從而提高其耐磨性能，還通過其他合金元素的添加進(jìn)行合金基體強(qiáng)化。通過調(diào)整各元素間成分的配比，使得到的熔覆層無夾雜、氣孔以及裂紋等缺陷，且耐磨損性能良好，適用于輪轂榫齒的激光熔覆。
本發(fā)明給出的具有耐蝕、耐磨性能的激光熔覆用涂層鐵基合金粉末，在實(shí)際熔覆操作中采用5KW CO2激光器，重型燃機(jī)輪轂榫齒的工藝參數(shù)是：功率：3000~4000W，光斑直徑：3~4mm，掃描速度：400~500mm/min，搭接率：50%。
本發(fā)明給出的這種具有耐蝕、耐磨性能的激光熔覆用防腐涂層鎳基合金粉末材料，專門應(yīng)用于重型燃機(jī)輪轂榫齒。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過分析材料中不同元素特性，設(shè)計(jì)出適合輪轂榫齒的耐磨材料，粉末中的鉻含量較高，可與粉末中的碳元素形成適量的碳化鉻等硬質(zhì)相，提高涂層的硬度和耐磨性能，且鉻具有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化能力，提高熔覆層的強(qiáng)度，也能提高熔覆層的耐蝕性能；鉬，作為一種稀土元素，能夠起到使組織均勻細(xì)化的作用，同時(shí)鉬的原子半徑較大，固溶后發(fā)生較嚴(yán)重的晶格畸變，提高熔覆層的硬度，從而提高其耐磨性能，還通過其他合金元素的添加進(jìn)行合金基體強(qiáng)化。通過調(diào)整各元素間成分的配比，使得到的熔覆層無夾雜、氣孔以及裂紋等缺陷，且耐磨損性能良好，適用于輪轂榫齒的激光熔覆。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1。
用5KW CO2激光器，對(duì)重型燃機(jī)輪轂榫齒進(jìn)行激光熔覆。設(shè)計(jì)的鎳基合金粉末合金元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是。
C：0.15%，Cr：23%，W：9.2%，Mo：10.7%，Ti：5.2%，，Al：4.3%，V：2.9%，余量為Ni。
其熔覆工藝參數(shù)是：功率：3000~4000W，光斑直徑：3~4mm，掃描速度：400~500mm/min，搭接率：50%。
本發(fā)明通過調(diào)整各元素間成分的配比，能夠在輪轂榫齒榫槽內(nèi)熔覆一層無裂紋、無雜質(zhì)、組織致密的耐磨合金粉末，且耐磨損性能良好，適用于輪轂榫齒的激光熔覆，大幅度提高了重型燃機(jī)的使用壽命。
實(shí)施例2。
用5KW CO2激光器，對(duì)重型燃機(jī)輪轂榫齒進(jìn)行激光熔覆。設(shè)計(jì)的鎳基合金粉末合金元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是。
C：0.17，Cr：21.5%，W：10.2%，Mo：9.8%，Ti：3.9%，，Al：4.2%，V：3.1%，余量為Ni。
其熔覆工藝參數(shù)是：功率：3000~4000W，光斑直徑：3~4mm，掃描速度：400~500mm/min，搭接率：50%。
本發(fā)明通過調(diào)整各元素間成分的配比，能夠在輪轂榫齒榫槽內(nèi)熔覆一層無裂紋、無雜質(zhì)、組織致密的耐磨合金粉末，且耐磨損性能良好，適用于輪轂榫齒的激光熔覆，大幅度提高了重型燃機(jī)的使用壽命。