不锈钢表面激光熔覆无钴镍基合金涂层研究.pdf.pdf

第卷第期激光技术.,.
年月,
文章编号:———
不锈钢表面激光熔覆无钴镍基合金涂层研究
张永忠,涂义,金具涛,石力开
北京有色金属研究总院国家有色金属复合材料工程技术研究中心,北京
摘要:为满足某装置用阀门密封面材料不能含有钴的要求,通过激光熔覆两种无钴镍基合金粉末,在
不锈钢表面制备出具有梯度硬度分布的较厚涂层,分析了涂层的微观组织、硬度及界面结合强度。结果表明,采用硬度
较低的镍基合金涂层作为过渡层,解决了具有较高硬度镍基合金涂层的开裂问题;涂层与基体及两种镍基合金涂层之问
界面连续过渡,硬度呈梯度变化,涂层表面硬度达;涂层与基体界面为完全冶金结合,其界面结合强度大于
;经弯曲及热震试验后,涂层未出现开裂及剥落现象,说明涂层具有良好的抗热震性能。
关键词:激光技术;激光熔覆;无钴镍基合金涂层;微观组织;硬度;界面结合强度
中图分类号:.; 文献标识码: :./.....

, ,,
,,
,
:—,
—.,
. —
.—.
.
—..
.。
—, —.
: ;;·—;;;

输送的沉积材料,在基体表面形成与基体结合良好的
引言
合金层,在使用相同密封面材料时,激光熔化沉积涂层
不锈钢具有优良的耐蚀性和力学性能,广泛用于比等离子堆焊层具有更为细小的组织和更高的耐蚀
石油化工、反应堆及核电站中各种耐酸阀门及高温高性、硬度和耐磨性。
压阀门的制造。阀门密封面在启闭过程中频繁经受摩目前,核级阀门密封面材料主要采用钴基司太立
擦、挤压和撞击作用,很容易形成坑陷、划痕、斑点等损合金,阀门使用过程中,密封面材料由于腐蚀、磨损以
坏,而大大缩短阀门的使用寿命和运行可靠性。高参及撞击掉渣等作用进入一回路,会形成辐射能力很
量不锈钢阀门的密封面一般采用在阀体上直接堆焊的强的∞同位素,带来辐射安全问题,因此,需要研制
方法,主要工艺有电弧堆焊、火焰堆焊及等离子堆无的密封面材料“。本文中针对某装置阀门密
焊引。激光熔化沉积技术通过高功率激光熔化同步封面的使用要求,研究不锈钢表面激光熔化沉积无
镍基合金涂层的组织及有关性能。
基金项目:国家九七三重点基础研究发展计划资助项目
· 试验材料及方法
作者简介:张永忠一,男,博士,教授级高工,主要从
试验中所用材料为不锈钢板,尺寸
事金属零件的激光熔化沉积成形和激光表面熔覆的研究开发
为×,表面经砂纸打磨后用
工作。
—: . 酒精擦拭干净。激光熔化沉积材料为自行研制的气雾
收稿期:.;收到修改稿日期:——化无钴镍基合金粉末,两种镍基合金粉末的成分如表
第卷第期张永忠不锈钢表面激光熔覆无钴镍基合金涂层研究
所示,粉末尺寸为×。
—
激光熔化沉积在的:激光加工系统上进扫描电镜观察涂层微观组织及界面结合情况,
行,采用焦长为的铜反射聚焦镜对激光束进行采用/.射线衍射仪分析经磨平的熔覆
聚焦,焦点位于基体上方处,光斑直径约层表面。采用一型洛氏硬度计测量涂层的表面
.,镍基合金粉末在氩气作用下由./送硬度,载荷,加载时间为。涂层界面结合强
粉器连续送出,经与激光束同轴的送粉喷头送至激光度、弯曲性能测试在万能试验机上进行。
束在基