[发明专利]硬度高且变形量小的阀座的激光熔覆修复工艺

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请号：201210351281.6，申请日：2012-09-20，发明创造名称《阀座的激光熔覆修复工艺》。

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆方法，尤其是一种阀座的激光熔覆修复方法。

背景技术

石油化工行业中使用的阀座，由于其工作特性，对耐蚀、耐磨性要求比较高。目前，国内的石油化工企业的设备大多数是进口设备，当阀座出现磨损、腐蚀、汽化时要投入很大的成本去国外订货或维修，在经济上给企业增加了负担。

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。

由于修复石油化工行业的阀座，对熔覆层的湿润性、耐磨性、耐蚀性都要求极高，所以如何将激光熔覆技术有效的应用于阀座修复，是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对阀座表面进行激光熔覆，使其尺寸恢复到使用要求，并且修复后的耐蚀性和耐磨性都超过原有性能的阀座的激光熔覆修复工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阀座的激光修复工艺，包括以下步骤：

A.对阀座表面进行处理，对阀座进行失效分析；

B.根据阀座的失效分析结果，优化工艺参数，进行激光熔覆；

采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对阀座进行连续搭接扫描，激光功率为1700W至2100W，标高为260mm至275mm，光斑尺寸为10mm×1.8mm，扫描速度为110mm/min至130mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为10g/min 至15g/min；所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.5%至1%，Cr：19%至23%，B：1.5%至2 %，Si：1%至3%，Mo：0.05%至0.5%，Mn：0.05%至0.5%，W：7%至9%，Ni：2.5%至4%，其余为Co；

作为优化的实施方案，采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对阀座进行连续搭接扫描，激光功率为1900W，标高为270mm，光斑尺寸为10mm×1.8mm，扫描速度为120 mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为12g/min；所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：1%，Cr：21%，B：2%，Si：2%，Mo：0.2%，Mn：0.2%，W：8%，Ni：3%，其余为Co；

C.进行检测。

为了使得待修复的阀座在激光熔覆的过程中修复成功，并且获得更好的修复效果，一种优选的技术方案是：上述步骤A是将阀座上的灰尘、油污、锈蚀清除；检测阀座各部位的尺寸，确定失效部位及其磨损量，确定阀座变形量；去除阀座失效部位的疲劳层0.5mm至2mm，并进行清洗。

为了保证修复后的阀座的质量，一种优选的技术方案是：上述步骤C是检测阀座表面硬度；检测阀座变形量；对阀座表面进行机械加工；进行探伤、校验。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明的阀座的激光修复工艺中采用自制的钴基合金粉末，合金粉末的成分中通过严格控制C的含量，使其具有良好的润湿性，以防止在熔覆过程中产生裂纹和气孔；同时合金粉末中通过添加适量的B、Si使合金在凝固后形成以奥氏体为主的基体，以满足其硬度要求，并且使得合金粉末具有良好的自熔性；另外适量的Cr、Mo、Mn、W、Ni元素对钴基合金进行了合金强化，在不影响焊接性的前提下，可以使得修复后的阀座耐蚀性和耐磨性大大提高，并且硬度可以达到50HRC至55HRC符合使用要求。

（2）本发明的阀座的激光修复工艺采用宽带激光束，效率更高；采用预置送粉的方式，严格控制送粉量，并对激光功率、扫描速度、搭接量等进行了优化，使得熔覆层的组织均匀性好、厚度和硬度均匀。该工艺使得熔覆层与阀座失效部位的基体的熔合率高、结合紧密，阀座变形量小，阀座表面没有裂纹和气孔，硬度高，具有极好的耐磨性。

（3）本发明的阀座的激光修复工艺由于所采用的合金粉末焊接性好，且激光熔覆的工艺参数进行了优化，激光熔覆之前无需预热，激光熔覆之后无需进行保温，更无需进行退火，在保证修复质量的前提下，工艺流程相对简洁。

具体实施方式