一种用于汽轮机转子轴颈修复的激光熔覆铁基合金粉末及制备和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112063934A(43)申请公布日2020.12.11(21)申请号202010815750.XB22F1/00(2006.01)(22)申请日2020.08.14B22F9/08(2006.01)C23C24/10(2006.01)(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号浙江工业大学科技处(72)发明人董刚姚建华张群莉陈智君卞顺(74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公司33201代理人黄美娟朱思兰(51)Int.Cl.C22C38/22(2006.01)C22C38/32(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称一种用于汽轮机转子轴颈修复的激光熔覆铁基合金粉末及制备和应用(57)摘要一种铁基合金粉末，由如下质量百分含量的成分组成：碳C：0.04～0.07％，铬Cr：0.90～1.20％，钼Mo：0.4～0.9％，硅Si：0.4～0.7％，锰Mn：0.5～0.8％，硼B：0～0.6％，余量为Fe；采用本发明合金粉末获得的激光熔覆层，具有优异的结合强度，较低的冶金缺陷和较低的稀释率，且提高了熔覆层的韧性，硬度满足使用要求，能够有效修复30Cr2Ni4MoV汽轮机转子轴颈表面的缺陷。CN112063934ACN112063934A权利要求书1/1页1.一种铁基合金粉末，其特征在于，由如下质量百分含量的成分组成：碳C：0.04～0.07％，铬Cr：0.90～1.20％，钼Mo：0.4～0.9％，硅Si：0.4～0.7％，锰Mn：0.5～0.8％，硼B：0～0.6％，余量为Fe。2.如权利要求1所述的铁基合金粉末，其特征在于，由如下质量百分含量的成分组成：碳C：0.04％，铬Cr：1.0％，钼Mo：0.5％，硅Si：0.5％，锰Mn：0.6％，硼B：0.4％，余量为Fe。3.如权利要求1所述的铁基合金粉末，其特征在于，由如下质量百分含量的成分组成：碳C：0.05％，铬Cr：1.1％，钼Mo：0.6％，硅Si：0.6％，锰Mn：0.7％，余量为Fe。4.如权利要求1所述铁基合金粉末的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：按照配方准备原料，将各原料放入中频感应熔炼炉进行熔炼，得到合金溶液，并在真空保温炉中保温3h，接着对合金溶液进行雾化，雾化结束后在常温的惰性气氛下自然冷却至室温，经干燥，粒度筛分，得到所述铁基合金粉末；所述熔炼的条件为：熔化功率800Kw，熔化温度1550℃，感应器电压2800～3300V；所述雾化的条件为：雾化介质为-15～5℃的惰性气体，雾化的压力为3～6MPa；所述惰性气体为氩气或氮气。5.如权利要求1所述铁基合金粉末在激光熔覆修复30Cr2Ni4MoV汽轮机转子轴颈中的应用。6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用的方法为：(1)将待修复的转子轴颈表面用砂纸清理以除去表面铁锈，然后用丙酮或无水乙醇清洗以除去油污，干燥后置于激光器下待用；(2)将所述铁基合金粉末置于烘箱中，100～200℃保温直至烘干；(3)采用同轴送粉的方式，利用所述铁基合金粉末作为熔覆粉末，送粉方式为4路同轴送粉；(4)激光功率为2000～3000W，扫描速度为6～10mm/s，送粉量为8～12g/min进行激光熔覆，载气送粉装置使用的气体为氩气，保护气使用的气体为氩气，光斑模式为圆形光斑，光斑直径为5mm；激光器发射出激光束辐照于转子轴颈待修复区域并熔化所述铁基合金粉末，根据预设轨迹，使得该铁基合金粉末连续熔覆于待修复区域，形成熔覆层；(5)完成修复区域的连续熔覆后，将其车削至目标尺寸。7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤(4)中，利用载气送粉装置向待熔覆转子轴颈表面均匀送入所述铁基合金粉末时，送粉量满足单层熔覆层厚度介于0.5～1.5mm之间；熔覆道次之间的搭接率为40％～60％。2CN112063934A说明书1/6页一种用于汽轮机转子轴颈修复的激光熔覆铁基合金粉末及制备和应用技术领域[0001]本发明属于激光熔覆再制造修复技术领域，特别涉及一种用于30Cr2Ni4MoV汽轮机转子轴颈修复的激光熔覆铁基合金粉末及制备和应用。背景技术[0002]汽轮机发电的关键部位是“转子”，其面临着诸多的失效形式，如：磨损、腐蚀和接触疲劳等。其中发生在轴颈处的磨损失效，关系到汽轮机可靠连续的运行，直接影响到机组的安全。一旦汽轮机转子轴颈发生磨损，轴瓦内部不能形成均匀致密的油膜，将会导致轴瓦磨损的进一步加重，轴瓦最终因磨损加剧导致出现烧瓦。此外，汽轮机转子轴颈的磨损造成轴颈材料的缺失，导致轴与轴瓦之间配合不紧密，在机组运行过程中发