一種熱鍍鋅襯套的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱鍍鋅用雙金屬?gòu)?fù)合襯套的制造方法，其特點(diǎn)是在復(fù)合襯套的基材內(nèi)孔表面采用激光熔覆成型技術(shù)制造具有耐磨損，抗鋅液腐蝕功能層的襯套，其步驟為:1)清理復(fù)合襯套的基材表面的油污、氧化皮污物;2)探傷，不允許有裂紋、氣孔缺陷;3)采用特制熔覆合金材料激光熔覆成型;4)檢驗(yàn)，不允許有裂紋、氣孔、夾雜。本發(fā)明為熱鍍鋅襯套的制造提供了一種新的制造方法，并解決了傳統(tǒng)方法制造金屬?gòu)?fù)合襯套工藝復(fù)雜，結(jié)合強(qiáng)度低，組織粗大，熱輸入量大，對(duì)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備要求高等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種熱鍍鋅襯套的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合襯套的制造方法，特別是涉及一種采用激光熔覆工藝的熱 鍍鋅襯套的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前由于汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)鍍鋅板的質(zhì)量要求越來(lái)越高，但在鍍鋅板的生產(chǎn)過(guò) 程中由于熔融鋅液的腐蝕作用及較高的帶鋼速度，使得鋅鍋中軸套對(duì)襯套的內(nèi)孔磨損腐蝕 很嚴(yán)重，通常使用15天左右就會(huì)下線，襯套內(nèi)孔尺寸在直徑上會(huì)增大6mm以上。而為了達(dá) 到這個(gè)使用周期，最初襯套的制造通常使用耐腐蝕和耐磨損性能較好的鈷基合金進(jìn)行整體 鑄造，這使得襯套的制造成本很高，同時(shí)對(duì)資源造成浪費(fèi)，也對(duì)環(huán)境造成污染。
[0003] 為了降低成本，保護(hù)環(huán)境，目前有很多熱鍍鋅襯套采用雙金屬?gòu)?fù)合的方法制造，主 要有機(jī)械鑲嵌，堆焊等方法，但都存在各自的不足。機(jī)械鑲嵌法是將耐腐蝕耐磨損的軋制合 金管鑲嵌在耐鋅液腐蝕的基體內(nèi)孔，并采用機(jī)械的方式將其固定在基體內(nèi)壁上，這種方法 制造的襯套工藝復(fù)雜，并且為非冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度差，容易因兩種材料膨脹系數(shù)不同造成 合金層分離；等堆焊法是采用氬弧或等離子等方式直接在耐鋅液腐蝕的基體的內(nèi)壁上直接 堆焊一層防腐耐磨層，這種方法雖然簡(jiǎn)化了工藝，結(jié)合強(qiáng)度高，但由于熱輸入量大容易造成 合金層組織粗大，熱影響區(qū)大，變形大等缺點(diǎn)，并且當(dāng)基體內(nèi)孔直徑較小時(shí)，對(duì)堆焊設(shè)備有 一定的限制。
[0004] 因此，選取一種合適的熱鍍鋅襯套的制造方法及，是目前鍍鋅行業(yè)需要亟待解決 的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，通過(guò)大量的試驗(yàn)，提出了一種 新的熱鍍鋅襯套的制造方法。本發(fā)明采用在預(yù)先機(jī)加好的耐鋅液腐蝕的不銹鋼基體上用激 光做為熱源熔覆更加耐腐蝕，抗磨損的合金功能層，熔覆用的材料選用專門(mén)配置的合金粉 末或絲材，本發(fā)明采用激光熔覆的方法制造的這種多金屬?gòu)?fù)合的熱鍍鋅襯套具有優(yōu)異的 耐磨損和耐鋅液腐蝕的性能。能夠完全滿足熱鍍鋅生產(chǎn)線的使用要求，還可以有效降低襯 套的制造成本，簡(jiǎn)化襯套制造過(guò)程中的工藝復(fù)雜，避免防腐耐磨合金層分離的現(xiàn)象；同時(shí)由 于采用高能量密度激光束作為點(diǎn)熱源，熱輸入量小，可避免合金層組織粗大、熱影響區(qū)寬 和容易引起熱變形等問(wèn)題；并且可采用光纖或反射鏡等方式將激光源導(dǎo)入內(nèi)孔，進(jìn)行小孔 徑的激光熔覆，不受設(shè)備尺寸的限制。
[0006] 本發(fā)明給出的技術(shù)方案是：一種熱鍍鋅襯套的制造方法，其特點(diǎn)是在一種耐鋅液 腐蝕的管狀基體內(nèi)孔上采用激光熔覆成型的方法熔覆一層或多層耐磨損和耐鋅液腐蝕的 合金層功能層，最后對(duì)功能層表面進(jìn)行機(jī)械加工，使其達(dá)到使用條件及要求，其工藝步驟如 下。
[0007] ( 1)清理復(fù)合襯套的基材表面的油污、氧化皮等污物。
[0008] (2)探傷，包括著色探傷、X光探傷、超聲波探傷、熒光探傷，不允許有裂紋、氣孔缺 陷。
[0009] (3)激光熔覆成型。
[0010] 將預(yù)先機(jī)加好的管狀基材在激光加工機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸上裝夾正，然后將激光光源導(dǎo)入 管狀基材內(nèi)孔內(nèi)并調(diào)整好激光焦距，同時(shí)將特制熔覆合金材料的送粉量或送絲量調(diào)整好， 打開(kāi)除塵及吸粉裝置，然后進(jìn)行激光熔覆。
[0011] 其中熔覆過(guò)程的工藝參數(shù)為：功率：1800?4000W，焦距：20?150mm，光斑直徑： 3?10mm，掃描速度：10?30mm/s，預(yù)置粉末厚度L 5?3. 0mm。特制熔覆合金粉末成分為 (質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）:C :l-2%，Cr :20-30%，W :10-15%，Mo :15-20%，Ni :5-10%，F(xiàn)e :1-2%，Μη :0· 2-1%， Si : 1-2%，B : 1-2%，Co :余量。
[0012] (4)檢驗(yàn)，包括尺寸檢驗(yàn)，無(wú)損探傷檢驗(yàn)，要求不允許有裂紋、氣孔、夾雜等缺陷。
[0013] (5)按要求進(jìn)行機(jī)械加工。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是。
[0015] 1.為熱鍍鋅襯套的制造提供了一種全新的制造方法。
[0016] 2.采用激光熔覆成型工藝制造的雙金屬?gòu)?fù)合襯套解決了傳統(tǒng)方法制造復(fù)合襯套 工藝復(fù)雜，結(jié)合強(qiáng)度低，組織粗大，熱輸入量大，對(duì)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備要求高等問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為激光熔覆示意圖。
[0018] 1.旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)或工裝，2.激光熔覆層，3.基材，4.激光頭，5.送粉裝置， 6.支架，7.除塵及吸粉裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1 冷軋熱鍍鋅家電板生產(chǎn)線沉沒(méi)輥襯套的制造。
[0020] 沉沒(méi)輥襯套基材為316L。
[0021] 沉沒(méi)輥襯套基材表面特制熔覆合金粉末的化學(xué)組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為： C :1%，Cr :20%，W :10%，Mo :15%，Ni :5%，F(xiàn)e :1%，Mn :0· 4%，Si :1%，B :1%，Co :余量。
[0022] 其具體工藝步驟如下。
[0023] ( 1)清理復(fù)合襯套的基材表面的油污、氧化皮等污物。
[0024] (2)探傷，包括著色探傷、X光探傷、超聲波探傷、熒光探傷，不允許有裂紋、氣孔缺 陷。
[0025] (3)將機(jī)加好的管狀基材在激光加工機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸上裝夾正，然后將激光光源導(dǎo)入 管狀基材內(nèi)孔內(nèi)并調(diào)整好激光焦距，同時(shí)將送粉量或送絲量調(diào)整好，打開(kāi)除塵及吸粉裝置， 然后用進(jìn)行激光熔覆。熔覆過(guò)程的工藝參數(shù)為：功率：1800W，焦距：50mm，光斑直徑：3mm，掃 描速度：25mm/s，預(yù)置粉末厚度I. 5_。
[0026] (4)檢驗(yàn)，包括尺寸檢驗(yàn)，無(wú)損探傷檢驗(yàn)，要求不允許有裂紋、氣孔、夾雜等缺陷。
[0027] (5)按要求進(jìn)行機(jī)械加工。
[0028] 實(shí)施例2 冷軋熱鍍鋅汽車板生產(chǎn)線穩(wěn)定輥襯套的制造。
[0029] 穩(wěn)定輥襯套基材為316L。
[0030] 穩(wěn)定輥襯套基材表面特制熔覆合金粉末的化學(xué)組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為。
[0031] C ：1. 5%, Cr ：25°/〇, W ：12°/〇, Mo ：17°/〇, Ni ：7°/〇, Fe ：1. 5%, Mn ：0. 7%, Si ：1. 5%, B ：1, 5%, Co :余量。
[0032] 其具體工藝步驟如下。
[0033] ( 1)清理復(fù)合襯套的基材表面的油污、氧化皮等污物。
[0034] (2)探傷，包括著色探傷、X光探傷、超聲波探傷、熒光探傷，不允許有裂紋、氣孔缺 陷。
[0035] (3)將機(jī)加好的管狀基材在激光加工機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸上裝夾正，然后將激光光源導(dǎo)入 管狀基材內(nèi)孔內(nèi)并調(diào)整好激光焦距，同時(shí)將送粉量或送絲量調(diào)整好，打開(kāi)除塵及吸粉裝置， 然后用進(jìn)行激光熔覆。熔覆過(guò)程的工藝參數(shù)為：功率：2700W，焦距：100mm，光斑直徑：6mm， 掃描速度：15mm/s，預(yù)置粉末厚度2. 0mm。
[0036] (4)檢驗(yàn)，包括尺寸檢驗(yàn)，無(wú)損探傷檢驗(yàn)，要求不允許有裂紋、氣孔、夾雜等缺陷。
[0037] (5)按要求進(jìn)行機(jī)械加工。
[0038] 實(shí)施例3 冷軋熱鍍鋅建筑板生產(chǎn)線穩(wěn)定輥襯套的制造。
[0039] 穩(wěn)定輥襯套基材為316L。
[0040] 穩(wěn)定輥襯套基材表面特制熔覆合金粉末的化學(xué)組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為。
[0041] C :2%，Cr :30%，W :15%，Mo :20%，Ni :10%，F(xiàn)e :2%，Mn :0· 9%，Si :2%，B :2%，Co :余量。
[0042] 其具體工藝步驟如下。
[0043] ( 1)清理復(fù)合襯套的基材表面的油污、氧化皮等污物。
[0044] (2)探傷，包括著色探傷、X光探傷、超聲波探傷、熒光探傷，不允許有裂紋、氣孔缺 陷。
[0045] (3)將機(jī)加好的管狀基材在激光加工機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸上裝夾正，然后將激光光源導(dǎo)入 管狀基材內(nèi)孔內(nèi)并調(diào)整好激光焦距，同時(shí)將送粉量或送絲量調(diào)整好，打開(kāi)除塵及吸粉裝置， 然后用進(jìn)行激光熔覆。熔覆過(guò)程的工藝參數(shù)為：功率：4000W，焦距：150mm，光斑直徑：8mm， 掃描速度：l〇mm/s，預(yù)置粉末厚度2. 5mm。
[0046] (4)檢驗(yàn)，包括尺寸檢驗(yàn)，無(wú)損探傷檢驗(yàn)，要求不允許有裂紋、氣孔、夾雜等缺陷。
[0047] (5)按要求進(jìn)行機(jī)械加工。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱鍍鋅襯套的制造方法，其特征在于在一種耐鋅液腐蝕的管狀基體內(nèi)孔上采 用激光熔覆成型技術(shù)熔覆一層或多層耐磨損和耐鋅液腐蝕的合金層功能層，最后對(duì)功能層 表面進(jìn)行機(jī)械加工，使其達(dá)到使用條件及要求，其工藝步驟如下： (1) 清理復(fù)合襯套的基材表面的油污、氧化皮等污物； (2) 探傷，包括著色探傷、X光探傷、超聲波探傷、熒光探傷，不允許有裂紋、氣孔缺陷； (3) 激光熔覆成型： 將預(yù)先機(jī)加好的管狀基材在激光加工機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸上裝夾正，然后將激光光源導(dǎo)入管狀 基材內(nèi)孔內(nèi)并調(diào)整好激光焦距，同時(shí)將特制熔覆合金材料的送粉量或送絲量調(diào)整好，打開(kāi) 除塵及吸粉裝置，然后進(jìn)行激光熔覆，其中熔覆過(guò)程的工藝參數(shù)為： 功率：1800?4000W，焦距：20?150mm，光斑直徑：3?10mm，掃描速度：10?30mm/s， 預(yù)置粉末厚度1.5?3. 0mm; 特制熔覆合金材料的合金粉末成分為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）： C ：1-2°/〇, Cr :20-30%, W :10-15%, Mo :15-20%, Ni ：5-10%,Fe ： 1-2%, Mn ：0. 2-1%, Si ：1-2°/〇, B : 1-2%，Co :余量； (4) 檢驗(yàn)，包括尺寸檢驗(yàn)，無(wú)損探傷檢驗(yàn)，要求不允許有裂紋、氣孔、夾雜缺陷； (5) 對(duì)檢驗(yàn)合格的熱鍍鋅襯套的功能層表面進(jìn)行機(jī)械加工。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅襯套的制造方法，其特征在于優(yōu)選預(yù)置合金粉 末成分為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）： C :1%，Cr :20%，W :10%，Mo :15%，Ni :5%，F(xiàn)e :1%，Mn :0· 4%，Si :1%，B :1%，Co :余量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅襯套的制造方法，其特征在于優(yōu)選預(yù)置合金粉 末成分為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）： C :1· 5%，Cr :25%，W :12%，Mo :17%，Ni :7%，F(xiàn)e :1· 5%，Mn :0· 7%，Si :1· 5%，B :1· 5%，Co :余 量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍍鋅襯套的制造方法，其特征在于優(yōu)選預(yù)置合金粉 末成分為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）： C :2%，Cr :30%，W :15%，Mo :20%，Ni :10%，F(xiàn)e :2%，Mn :0· 9%，Si :2%，B :2%，Co :余量。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK104213118SQ201310206171
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】張春杰, 倪春雷 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)大陸激光柔性制造技術(shù)有限公司