根據臥螺離心機磨損失效的特點，提出（chū）在螺旋（xuán）葉片工作麵采用激（jī）光堆焊（hàn）工藝，探索了（le）合適的堆焊工藝，獲得了（le）與基體冶金結合、組織改變均勻細化的高（gāo）性能堆焊層。分析表明激光堆焊層硬（yìng）度提高了2倍，耐（nài）磨性提高了5倍，耐蝕（shí）性能滿足應用（yòng）要求。該技術用於臥螺離心機葉片有較高的實用價值。

    　　關鍵詞： 臥螺離心機；葉片；激光堆焊

    　　1 前言

    　　傳統的葉片磨損改進的措施大多采用焊接不同材料的葉片襯板，噴焊（hàn）硬質材料或鑲嵌alo陶瓷襯片的方法（fǎ）。由（yóu）於噴焊常常存在結合（hé）強度低、有氣孔、組織不致密，成份不均勻、葉片變形大等問題；而陶瓷片鑲嵌又存在著（zhe）襯片與基體結合牢（láo）固（gù）性差，在離心機高速旋轉時易脫落而（ér）造成事（shì）故，難以滿足（zú）臥螺離心（xīn）機的工作（zuò）條件。因此我（wǒ）們根據臥螺離心機設計及工作的特點，對耐腐蝕環境工（gōng）作的不鏽鋼臥螺離心機葉片激（jī）光耐蝕耐磨合金材料堆焊（hàn）強化進（jìn）行了研究，取得了較好的應用效果。

    　　2 試驗

    　　基（jī）體材料：1crl8ni9ti不鏽鋼；堆焊材料：激（jī）光專用含（hán）ti合（hé）金焊料。采用預置法激光堆焊，每（měi）一次（cì）獲得一個單道堆焊層，各個堆焊（hàn）道（dào）之間留有間隔，避免各工序之間（jiān）的熱（rè）影響。采用7kw橫流co2激光器；實驗時激光的輸出功率分別為2．8kw 和3．0kw；輸出的（de）激光束光（guāng）斑直徑為7mm。不鏽鋼的激光堆焊是一個複（fù）雜的冶金和結晶的過程，由於激光加熱和熔化冷卻速度都很高，故（gù）在加熱、冷（lěng）卻或熔化凝結過程中，材料微組織間形成非（fēi）均勻的溫度場和熱應力，易於（yú）造成裂晶、裂紋等缺（quē）陷。為了（le）得到良好的堆焊層的質量（如堆焊層表麵光滑、無裂紋、良好的冶金結合等），需要調整與此相關的激（jī）光工藝參數（shù）（激光（guāng）的能量密（mì）度、掃描速度（dù））使之形成良（liáng）好的（de）匹配（pèi）性，並進行試樣模（mó）擬磨損實驗、耐蝕試驗，以得到良好的激光工藝參數使之具有較好的匹配性能。

    　　采用線切（qiē）割方法切割，並采用電解拋（pāo）光和電解腐蝕的方法製備試樣。在表麵上沿與掃描（miáo）垂直的方向測量（liàng）硬度沿寬（kuān）度的變化和沿深度方向的變化。采用vickers硬度值（zhí）（200g15s）表（biǎo）示硬度測量（liàng）的結果。

    　　3 試驗結果及討論

    　　為描（miáo）述工藝參數的影響，引入激光作用（yòng）能（néng）量密度pw=p／（×2a）和作用時間t=2d／v。式中p為（wéi）激光輸出功率； 為掃（sǎo）描（miáo）速度；d為光束半徑。選擇不同工藝參數進行試驗（yàn）研究。

    　　3．1 顯微硬度

    　　通過激（jī）光堆焊後能（néng）夠得到比其它方法（fǎ）得到（dào）更高的硬度值。圖1、2分（fèn）別示出了不同激光工藝參數（shù）之間的變化規律。如（rú）圖1所示，在不鏽鋼上堆焊合金後硬度（dù）明（míng）顯提高（gāo），堆焊層平均硬度hv400，堆焊層（céng）厚度0．7～lmm，堆焊層硬度呈梯度過渡。在相同的（de）速度下，隨著激光（guāng）功率的增（zēng）加，堆（duī）焊層（céng）的顯微硬度也隨之增加（jiā），這是由於激光加熱（rè）和冷卻的速（sù）度極快的特點所決定的。在同一功率不同速度的顯微硬度曲線如圖2所示，當（dāng）增加時，減小，堆焊層的硬度降低（dī），單位體積所吸收的能量降低，堆焊層的厚（hòu）度減小（xiǎo）。圖2也明確驗（yàn）證（zhèng）了這一點（diǎn），這（zhè）也（yě）說明本實驗條件下能（néng）量密度起主導作用[1]。
　　3．2 顯微組織結構分析

    　　典型的不鏽鋼堆焊覆層的結構如圖3所示，結合麵較平坦，在基體與堆焊層過渡區呈現出柱狀和樹枝狀的晶體結構，具有代表（biǎo）性的顯微組織如圖4所示。堆焊結晶過程的散熱為堆焊（hàn）熔池（chí）向空間的高溫輻射和通過集體材料的熱傳導兩個方（fāng）麵（miàn）。因為堆（duī）焊熔池小（xiǎo），基體材料較大，基體（tǐ）對（duì）熔池的冷卻速度非（fēi）常快。因此晶體生長相當於定向凝（níng）固，導致堆焊層結晶時柱狀（zhuàng）晶很發達，同時在熔池表麵因高溫輻射（shè）而在外部形（xíng）核生長出新的晶體。堆焊層底部屬於典型的平麵外延生長組織（zhī），且枝晶組織粗大（dà）；而堆（duī）焊層（céng）頂部是較規則的樹（shù）枝（zhī）狀共晶組織（zhī）且枝晶細小於是 形（xíng）成了柱狀晶體與樹枝狀晶體交替出現，有利於（yú）增（zēng）加堆焊層（céng）的結合強（qiáng）度（dù）(如圖（tú）4)。當激光工（gōng）藝參數不合適的時候易出現氣孔、夾（jiá）雜物等缺陷。

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