[发明专利]一种激光再制造修复用铁基合金粉末及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种激光再制造修复用铁基合金粉末及其制备方法与应用，所述合金粉末由如下质量百分比的组分组成：碳C：0.01～0.04％，铬Cr：1.0～1.2％，硅Si：0.5～0.8％，硼B：0.4％～0.7％，锰Mn：0.4～0.6％，钼Mo：0.4～0.6％，余量Fe；采用所述合金粉末及其应用方法，可在宽泛的工艺参数下获得含有特定合金元素、无气孔裂纹缺陷、性能良好的熔覆层，可实现两层激光再制造修复层表面的Cr含量接近合金粉末成分，且激光再制造修复操作过程灵活，重复性一致，效率高，相比于传统技术具有巨大的优势，可用于低压(也适用于其他高Cr超超临界转子材料)转子轴颈激光再制造修复。

(一)技术领域

本发明涉及激光再制造修复技术领域，具体涉及一种适用于低压汽轮机转子轴颈激光再制造修复的低Cr铁基合金粉末及其制备方法与应用。

(二)背景技术

目前一般采用埋弧堆焊、电刷镀、热喷涂，或者将轴颈车细重新配瓦等技术手段来修复低压汽轮机转子轴颈的磨损部位。但是上述技术手段存在热输入大、效率低、涂层与基体结合不牢固、涂层致密度低等问题，而车细重新配瓦的技术手段则改变原有设计尺寸，需重新备件，且不可无限制车细，修复次数受限。

激光再制造修复作为一种先进的再制造修复技术，相较于以上传统修复技术，具有热输入少、热影响区小、基体变形小、稀释度低、界面冶金结合、涂层致密度高、修复效率高、不改变转子轴颈原有尺寸，无需重新配瓦备件等优点。因此，可通过该技术来替代传统技术，用于低压汽轮机转子轴颈部位的磨损修复。

由于需要修复的汽轮机转子均为合金钢，铁基合金不仅因成分与基体成分接近，界面结合牢固，而且相比较于镍基和钴基合金而言，成本低，易于研究和推广应用。因此，研制汽轮机转子激光再制造修复专用铁基合金粉末具有很大的价值。目前，所使用的铁基合金粉末主要有两个来源：直接购买热喷焊所使用的铁基合金粉末，或者使用激光熔覆相关研究机构和厂商研制的激光熔覆专用铁基合金粉末，但从粉末成分上看都基本沿用热喷焊粉末材料体系，含有大量的合金元素以及较高的Si、B、C，这种做法是不科学的。由于激光熔覆与热喷焊对所用合金粉末性能要求存在较大的差距，导致采用现有热喷焊用自熔剂体系合金粉末进行激光再制造修复时熔覆层容易产生裂纹，熔覆层硬度要求高时这种现象特别明显。由此可见，发明一种成本适中、应用效果显著、含有特定合金元素、适用于低压汽轮机转子轴颈激光再制造修复的铁基合金粉末，是极其必要的。

(三)发明内容

本发明旨在提供一种含有特定合金元素、成本适中、应用效果显著、效率高、适用于低压的汽轮机转子轴颈激光再制造修复的铁基合金粉末及其制备方法与应用，以解决低压汽轮机转子轴磨损修复问题。

本发明的技术方案如下：

一种激光再制造修复用铁基合金粉末，由如下质量百分比的组分组成：

碳C：0.01～0.04％，铬Cr：1.0～1.2％，硅Si：0.5～0.8％，硼B：0.4％～0.7％，锰Mn：0.4～0.6％，钼Mo：0.4～0.6％，余量Fe。

优选的，所述激光再制造修复用铁基合金粉末由如下质量百分比的组分组成：

碳C：0.01％，铬Cr：1.0％，硅Si：0.51％，硼B：0.41％，锰Mn：0.4％，钼Mo：0.4％，铁Fe：97.27％。

同样优选的，所述激光再制造修复用铁基合金粉末由如下质量百分比的组分组成：

碳C：0.04％，铬Cr：1.2％，硅Si：0.8％，硼B：0.7％，锰Mn：0.6％，钼Mo：0.6％，铁Fe：96.06％。

本发明所述铁基合金粉末成分设计原理为：

碳C：0.01％～0.04％