本發(fā)明涉及激光熔覆，具體涉及一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、在現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，激光熔覆技術(shù)作為一種先進(jìn)的表面改性技術(shù)，廣泛應(yīng)用于提高金屬表面性能和延長使用壽命的領(lǐng)域，尤其在航空航天、汽車、能源和模具等行業(yè)。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，激光熔覆過程中對粉末原材料的消耗巨大，這不僅增加了生產(chǎn)成本，還對資源造成了一定程度的浪費(fèi)。同時，傳統(tǒng)的激光熔覆層在性能方面仍存在一些不足，例如涂層與基底金屬之間的結(jié)合性不夠理想，在長期使用過程中容易出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了涂層的保護(hù)效果。此外，耐磨性和耐腐蝕性不足也限制了其在一些復(fù)雜惡劣工況下的應(yīng)用，如在海洋工程、化工設(shè)備等領(lǐng)域，面臨著海水腐蝕、化學(xué)介質(zhì)侵蝕以及機(jī)械磨損等多重考驗(yàn)的環(huán)境中，現(xiàn)有涂層難以滿足設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行的需求。
2、而且，在激光熔覆制備涂層的過程中，常常會產(chǎn)生一些缺陷，如氣孔、裂紋等，這些缺陷會進(jìn)一步削弱涂層的性能，降低其使用壽命，甚至可能導(dǎo)致整個設(shè)備的故障。因此，如何在提高涂層性能的同時，有效利用生產(chǎn)過程中的資源，減少浪費(fèi)，并降低制備過程中的缺陷，成為了激光熔覆技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的重要問題。
3、本發(fā)明針對上述問題，提出了一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層及其制備方法，旨在提高涂層的結(jié)合性、耐磨性和耐腐蝕性能，并最大限度地減少制備過程中產(chǎn)生的缺陷，同時實(shí)現(xiàn)了對激光熔覆生產(chǎn)過程中粉末原材料的回收利用，從而擴(kuò)大該復(fù)合涂層在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層及其制備方法，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
2、一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層，包括回收粉復(fù)合激光熔覆層的組成，包括基底金屬、過渡層和表面熔覆層，熔覆層主要原料為激光熔覆生產(chǎn)過程回收的ni625粉末；復(fù)合激光熔覆層包括基體金屬，一層過渡層和兩層ni625-wc表面熔覆層，基底金屬選4145h鋼，過渡層位于基底金屬和ni625表面熔覆層之間，過渡層由純ni625組成。
3、一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層的制備方法，包括如下步驟：
4、s1、確定熔覆層主體結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)備基底金屬并對其表面進(jìn)行預(yù)處理；
5、s2、篩選ni625回收粉及wc粉末；
6、s3、確定激光熔覆工藝參數(shù)；
7、s4、將純ni625回收粉粉末激光熔覆于基底金屬表面，形成過渡層；
8、s5、在過渡層上激光熔覆ni625回收粉與wc混合粉末，形成ni625-wc表面熔覆層。
9、步驟中具體操作如下：
10、s1、確定熔覆層主體結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)備基底金屬并對其表面進(jìn)行預(yù)處理：
11、復(fù)合激光熔覆層包括基底金屬，一層過渡層和兩層表面熔覆層，基底金屬選4145h鋼，過渡層位于基底金屬和表面熔覆層之間，過渡層由純ni625回收粉熔覆層組成，表面熔覆層由成分分別為70%?ni625回收粉+30%wc和40%?ni625回收粉+60%wc的兩層混合熔覆熔覆層組成；
12、在制備復(fù)合激光熔覆層之前，需對表面進(jìn)行預(yù)處理，包括打磨和清潔：依次采用600目、800目和1000目sic砂紙對基體表面進(jìn)行打磨，粗糙化表面的同時去除基體表面氧化層，增強(qiáng)熔覆層的結(jié)合性；打磨完成后使用無水乙醇對表面進(jìn)行清潔，去除表面碎屑油污等雜質(zhì)，然后放入真空干燥箱中，65℃，-0.05?mpa條件下進(jìn)行干燥45分鐘。
13、2.?篩選ni625回收粉及wc粉末；
14、對nii625回收粉及wc粉末的質(zhì)量進(jìn)行控制篩選；所述步驟s2中ni625及wc粉末純度大于99.9%，過渡層采用純ni625合金粉末，ni625回收粉及wc粉末的平均球形度qavg大于0.9。
15、3、確定激光熔覆工藝參數(shù)
16、為降低基底金屬與表面熔覆層之間的熱應(yīng)力，降低過渡層和第一層的功率和層厚，并在熔覆前進(jìn)行預(yù)熱。
17、所述步驟s3中激光熔覆工藝參數(shù)為：
18、過渡層進(jìn)行激光熔覆時的功率為1800w，掃描速度為400mm/s，光斑直徑為4mm，預(yù)熱溫度為110℃，層厚度為1mm；
19、對第一層表面熔覆層進(jìn)行激光熔覆時的激光功率為2000?w，掃描速度為400?mm/s，送粉量為0.8?r/min，光斑直徑為4mm，預(yù)熱溫度為250℃，層厚為1?mm；
20、對第二層表面熔覆層進(jìn)行激光熔覆時的激光功率為2200?w，掃描速度為400?mm/s，送粉量為1?r/min，光斑直徑為4mm，無需預(yù)熱，層厚度為1.8?mm。
21、4、熔覆層制備
22、采用高功率激光器（p6000）設(shè)備，將純ni625回收粉或者ni625回收粉與wc的混合粉末以同步送粉的方式進(jìn)行熔覆；根據(jù)表3所示的工藝，在熔覆過渡層之前對4145h不銹鋼基體在110℃下預(yù)熱10分鐘，并采用同步送粉法在基底金屬上熔覆單層的純ni625回收粉形成過渡層，隨后對熔覆的ni625過渡層在250℃預(yù)熱10分鐘，在其表面進(jìn)行70%?ni625回收粉+30%wc混合粉末的熔覆，形成第一層表面熔覆層，隨后在ni625-wc表面熔覆層第一層表面進(jìn)行40%?ni625回收粉+60%wc混合粉末的熔覆形成第二層表面熔覆層。本實(shí)施例中，最終制備出包括由三層熔覆層組成的一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層。
23、綜上所述，本方案具有以下有益效果：
24、該ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層及其制備方法實(shí)現(xiàn)了對激光熔覆生產(chǎn)過程中粉末原材料的回收利用，全面提高了熔覆層的結(jié)合性、耐磨性和耐腐蝕性能，并最大限度地減少制備過程中產(chǎn)生的缺陷，從而擴(kuò)大該復(fù)合涂層在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和效果；過渡層能夠增強(qiáng)熔覆層與基底金屬的結(jié)合性；涂層具有優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性和高溫性能；且本方案制備過程簡單、成本低廉；涂層表面光滑，無氣孔、裂紋等缺陷。
1.一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層，其特征在于：熔覆層主要原料為激光熔覆生產(chǎn)過程回收的ni625粉末；復(fù)合激光熔覆層包括基體金屬，一層過渡層和兩層ni625-wc表面熔覆層，基底金屬選4145h鋼，過渡層位于基底金屬和ni625表面熔覆層之間，過渡層由純ni625組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層，其特征在于：熔覆層的表面微觀組織結(jié)構(gòu)由wc顆粒、枝晶和晶間共晶相組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層，其特征在于：所述枝晶物相為γ-ni，晶間共晶相由w2c和wc混合組成并固溶了mo和cr。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層，其特征在于：熔覆層的表面平均顯微硬度為889?hv0.2，20n載荷下磨損率為0.45?mm3·n-1·m-1，常溫常壓3.5?wt.%nacl溶液中浸泡條件下腐蝕速率為0.11?mm/a。
5.一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層的制備方法，包括如下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中的表面預(yù)處理，包括打磨和清潔：依次采用600目、800目和1000目sic砂紙對基體表面進(jìn)行打磨，粗糙化表面的同時去除基體表面氧化層，增強(qiáng)熔覆層的結(jié)合性；打磨完成后使用無水乙醇對表面進(jìn)行清潔，去除表面碎屑油污等雜質(zhì)，然后放入真空干燥箱中，65℃，-0.05?mpa條件下進(jìn)行干燥45分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中ni625及wc粉末純度大于99.9%，過渡層采用純ni625合金粉末，ni625-wc表面熔覆層的第一層采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%?ni625+30%wc混合粉末，ni625-wc表面熔覆層的第二層采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%?ni625+60%wc混合粉末；ni625及wc粉末的平均球形度qavg大于0.9。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層的制備方法，其特征在于：
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種ni625回收粉復(fù)合激光熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中激光熔覆工藝參數(shù)為：過渡層進(jìn)行激光熔覆時的功率為1800w，掃描速度為400mm/s，光斑直徑為4mm，預(yù)熱溫度為110℃，層厚度為1mm。對ni-wc涂層第一層進(jìn)行激光熔覆時的激光功率為2000?w，掃描速度為400?mm/s，送粉量為0.8?r/min，光斑直徑為4mm，預(yù)熱溫度為250℃，層厚為1?mm。對ni-wc涂層第二層進(jìn)行激光熔覆時的激光功率為2200?w，掃描速度為400?mm/s，送粉量為1?r/min，光斑直徑為4mm，無需預(yù)熱，層厚度為1.8?mm。