激光熔覆技术是以高能密度激光束将待处理工件及其表面具有特定功能的粉体材料瞬间熔化,从而在工件表面形成冶金结合的耐磨耐蚀高硬度的功能强化层,以达到金属工件表面强化改性的目的。激光熔覆技术因其稀释率低、热影响区小、能实现冶金结合等特点受到广泛关注,尤其是在煤矿、水泥等行业的大型轴类、平板类工件表面进行激光熔覆强化处理,得到广泛应用。
30CrMnSi是一种低合金钢,具有强度高、焊接性能好、切削加工性优等特点,被广泛用于加工制作各类轴、齿轮、轴套,尤其是国内矿用液压支架中缸、底缸。而激光熔覆技术因其特有的技术优势且绿色环保无污染,
液压缸激光熔覆后,熔覆层硬度高、耐磨耐蚀性能好,且与基材冶金结合。
目前常用的激光熔覆材料主要有以Fe、Ni、Co为基本组元的合金粉末,而
Fe基合金粉末不仅具有高硬度、高耐蚀性,而且成本低,是最常用的激光熔覆材料。我公司采用激光熔覆技术,选用Fe基合金粉末,在30CrMnSi钢缸体表面制备 Fe基强化层,并对激光熔覆层的组织和性能进行研究,其试验结果如下:
(1)
激光熔敷层与30CrMnSi基材呈现良好的冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷。激光熔覆层组织致密均匀,熔覆层依次为放射状的平面晶、晶粒均匀的枝晶和细小均匀的等轴晶。在熔覆层的基本相Fe中弥散分布着FeCr、FeB、FeNi等硬质相,起到强化硬度的作用。
(2) 熔覆层的硬度(HV0.1)可达718.8, 是基材的2.4倍,相对耐磨损性能是基材的7.69倍,经500h盐雾试验激光熔覆层表面无锈蚀,而30CrMnSi基材经48h盐雾试验后表面锈蚀严重。
(3)
液压油缸激光熔覆能够显著改善金属材料表面的强度、硬度、耐磨耐蚀性能。