发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于氧化铝矿浆泵叶轮抗磨蚀的粉末材料及激光复合制造叶轮工艺方法，基于失效分析本发明提供的涂层材料能够耐强碱腐蚀，并且具有良好的抵抗磨砺磨损性能，具有更好的耐磨性，硬度能够达到60HRC左右。通过此工艺，使叶轮表面激光熔覆耐腐蚀、耐磨损，具有一定的冲击韧性，实现叶轮寿命的延期，从而实现泵整体的寿命延期。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种激光复合制造铝矿浆泵叶轮的涂层材料，是由包括以下质量百分比组分组成：1.5～2％C、20～22％Mo、2～3％Si、14～16％Cr、30～32％Co、0.2～0.8％Ti、余量为Fe和不可避免的杂质，各组分质量百分数相加之和等于百分之百。

其中，各组分粒度-125-+300目。

一种用于修复铝矿浆泵叶轮的粉末制备方法：将上述粒度-125~+300目的粉末按质量比进行配比，放置于混料机中进行混合，使用时进行真空干燥处理。

一种用于铝矿浆泵叶轮激光复合制造的工艺方法，包括以下工艺步骤：根据使用工况重新优选基体，在基体表面熔覆功能层，用同步送粉气氛保护的方法激光熔覆一层0.8-1.2mm耐腐蚀耐磨功能层，对激光熔覆后的叶轮进行热处理，最后精加工至规定尺寸和精度。

一种用于铝矿浆泵叶轮激光复合制造的工艺方法，具体步骤包括：

（1）新基体机加。

将优选的2Cr13基体机加成叶轮熔覆尺寸图，表面无损检测无缺陷。

（2）激光熔覆。

将质量百分比组分组成为1.5～2％C、20～22％Mo、2～3％Si、14～16％Cr、30～32％Co、0.2～0.8％Ti、余量为Fe和不可避免的杂质，进行激光熔覆；叶轮预热180~200℃，利用光纤激光器，配合激光同步送粉装置，激光熔覆一层厚度为0.8-1.2mm抗疲劳耐磨的功能层；所采用光纤激光器，其参数为：聚焦镜焦距f＝300mm；熔覆功率P＝2500～3000W；光斑直径D＝3mm；熔覆扫描速率V＝1000～2000mm/min；搭接率50％。

（3）热处理。

将步骤（2）激光熔覆修复后的铝矿浆泵叶轮，采用真空热处理炉进行热处理，热处理工艺：550℃回火，保温120分钟空冷。

（4）精加工至规定尺寸和精度。

上述激光熔覆功能层硬度为HRC58～HRC60。

本发明激光熔覆技术用于铝矿浆泵叶轮制造，与以往的生产制造工艺与方法相比，重新优选基体，基体具有足够的强韧性，激光制造功能层耐强碱腐蚀耐磨性更好，叶轮制造的风险小，复合制造叶轮使用寿命长。

与现有技术比，本发明的有益效果如下。

本发明提供的激光复合制造铝矿浆泵叶轮的涂层材料中，C含量控制在1.5～2%，保证熔覆层能耐冲击，又有足够的强度，能够形成一定量强碳化物，增加耐磨性。涂层材料中Mo主要作用是提高淬透性、改善力学性能，特别是提高韧性，此外还能提高钢的耐磨性。涂层材料中加入适量Ti不仅能净化晶界，而且在热处理过程中能够沉淀硬化析出细小碳化物，有二次硬化效应。

本发明发明提供的激光复合制造铝矿浆泵叶轮的涂层材料中特定含量的Co、Mo、Si元素能够在热处理过程中析出成拓扑密排结构金属间化合物Co₃Mo₂Si即Laves相，强度好，硬度高，耐腐蚀性好，但Laves相含量过高，容易造成开裂。

单纯碳化物充当耐磨相会在强碱腐蚀工况下存在相界腐蚀，进一步造成碳化物剥落，本发明耐磨相为碳化物和Laves相，两相共同强化，保证耐磨性的同时耐强碱腐蚀性优越。

基于特定的材料设计，本发明在熔覆后能够形成一次碳化物和出生碳化物强化相，熔覆后硬度52HRC左右，涂层无裂纹，热处理后，硬度能够达到58HRC左右，二次硬化后生成的Co₃Mo₂Si即Laves相强化了基体，与碳化物共同作用获得了良好的耐磨性，盐雾试验等级也能达到72小时9级。

本发明熔覆装置采用良好的气氛保护装置，熔覆层中无气孔、缺陷及夹杂物，熔覆层纯净度高，热处理后有较高的抗冲击能力。