【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及激光熔覆，特別涉及一種粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、在切削過(guò)程中，刀尖需承受巨大的沖擊力與劇烈摩擦，刀具的磨損不僅會(huì)縮短其使用壽命，還導(dǎo)致頻繁停機(jī)換刀或重新刃磨，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。隨著現(xiàn)代工業(yè)制造發(fā)展，對(duì)機(jī)械部件性能和壽命的提升已成為持續(xù)追求的目標(biāo)。對(duì)高速鋼刀具進(jìn)行強(qiáng)化處理可以提高刀具的硬度、耐磨性以及使用壽命，這對(duì)于提高資源利用率具有深遠(yuǎn)的意義。
2、在眾多表面處理技術(shù)中，激光熔覆作為一種先進(jìn)的表面改性技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)熔覆層與基體之間良好的冶金結(jié)合，同時(shí)擁有較小的稀釋率和熱影響區(qū)、高效率以及廣泛的材料適用性，這些優(yōu)勢(shì)使得激光熔覆在機(jī)械零件的強(qiáng)化領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用潛力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種硬度與耐磨性良好粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具及其制備方法。
2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法，包括以下步驟：s1制作激光熔覆層材料：使用脈沖激光熔覆三層的工藝在m2高速鋼基材上制備粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶熔覆層，熔覆三層是待下一層熔覆層凝固后在下一層熔覆層上采用相同的熔覆條件再熔覆一層，直到獲得三層熔覆層的刀具材料；
3、s2制作刀具：將刀具材料的熔覆層頂面作為刀具前刀面，將熔覆層厚度方向的截面作為刀具的后刀面，前刀面和后刀面之間加工出倒角。
4、熔覆采用同步送粉的方式，熔覆采用的合金粉末組成為：32.36wt.％的
5、優(yōu)選的，熔覆前對(duì)基材表面進(jìn)行打磨去銹處理，并用無(wú)水乙醇超聲清洗基材5min-10min，吹干，然后放入鼓風(fēng)干燥箱中以溫度120度，烘干1.5h。
6、優(yōu)選的，采用v形混粉機(jī)對(duì)粉末混合2小時(shí)，并在120℃的真空干燥箱中干燥2小時(shí)，以去除水分。
7、優(yōu)選的，所述的s2包括步驟：s21在熔覆層的頂面將刀具材料分割成多個(gè)方形區(qū)域并切割出方形體，熔覆層頂面作為刀具前刀面，熔覆層厚度方向的截面作為刀具的后刀面，s22將方形體拋光，并將前刀面和后刀面之間倒角。
8、本專(zhuān)利技術(shù)粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具，通過(guò)采用前述任何一種粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法制得。
9、本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果是：
10、本專(zhuān)利技術(shù)在m2高速鋼基材上采用同步送粉脈沖激光熔覆三層的方法制備粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶熔覆層能有效提高基材的硬度和耐磨性能，所得熔覆層硬度最高達(dá)到1100hv0.2，磨痕寬度、深度和磨損體積分別約為0.5mm、1.11μm和0.184×10-7μm3。熔覆層基體晶粒達(dá)亞微米尺度，所制備的碳化物為原位生成的vc，且為粗大碳化物；制備的熔覆層刀具相比于高速鋼刀具主切削力降低了8.6％，切削距離提高了75％，已加工表面粗糙度最低達(dá)到2.5ra。
11、在低硬度和低耐磨性的基材表面制備出含有陶瓷相的金屬基熔覆層，不僅保留了金屬相材料的強(qiáng)度和韌性，還通過(guò)引入陶瓷相的高硬度特性來(lái)顯著提升熔覆層的耐磨損性能。激光原位生成粗大的碳化物具有優(yōu)異的耐磨性、硬度，在粉末中加入強(qiáng)碳化物即能夠使熔覆試樣的硬度和耐磨性得到大幅度提升，粗大的碳化物相比于細(xì)小的碳化物，其耐磨性更強(qiáng)。細(xì)晶強(qiáng)化能提高熔覆層硬度，由于激光熔覆具有快速加熱、快速冷卻特性，再配合三層熔覆工藝，更容易獲得亞微米級(jí)或納米級(jí)的晶粒。
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1.一種粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：S1制作激光熔覆層材料：使用脈沖激光熔覆三層的工藝在M2高速鋼基材上制備粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶熔覆層，熔覆三層是待下一層熔覆層凝固后在下一層熔覆層上采用相同的熔覆條件再熔覆一層，直到獲得三層熔覆層的刀具材料；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法，其特征在于：熔覆采用同步送粉的方式，熔覆采用的合金粉末組成為：32.36wt.％的釩鐵粉、6.1wt.％的石墨粉和61.54wt.％的還原鐵粉，其中釩鐵粉采用FeV50，釩鐵粉的釩質(zhì)量含量為48％，釩鐵粉、石墨粉和還原鐵粉的粒徑范圍均為100-200目,激光功率1000W，光斑直徑2.0mm，脈沖頻率4500Hz，占空比95％，離焦量25mm，掃描速度12mm/s,搭接率35％，送粉速率為7.2g/min，保護(hù)氬氣流量15L/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法，其特征在于：熔覆前對(duì)基材表面進(jìn)行打磨去銹處理，并用無(wú)水乙醇超聲清洗基材5min-10min，吹干，然后
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法，其特征在于：采用V形混粉機(jī)對(duì)粉末混合2小時(shí)，并在120℃的真空干燥箱中干燥2小時(shí)，以去除水分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法，其特征在于：所述的S2包括步驟：S21在熔覆層的頂面將刀具材料分割成多個(gè)方形區(qū)域并切割出方形體，熔覆層頂面作為刀具前刀面，熔覆層厚度方向的截面作為刀具的后刀面，S22將方形體拋光，并將前刀面和后刀面之間倒角。
6.一種粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具，其特征在于：通過(guò)采用如權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法制得。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：s1制作激光熔覆層材料：使用脈沖激光熔覆三層的工藝在m2高速鋼基材上制備粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶熔覆層，熔覆三層是待下一層熔覆層凝固后在下一層熔覆層上采用相同的熔覆條件再熔覆一層，直到獲得三層熔覆層的刀具材料；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗大碳化物增強(qiáng)超細(xì)晶激光熔覆層刀具的制備方法，其特征在于：熔覆采用同步送粉的方式，熔覆采用的合金粉末組成為：32.36wt.％的釩鐵粉、6.1wt.％的石墨粉和61.54wt.％的還原鐵粉，其中釩鐵粉采用fev50，釩鐵粉的釩質(zhì)量含量為48％，釩鐵粉、石墨粉和還原鐵粉的粒徑范圍均為100-200目,激光功率1000w，光斑直徑2.0mm，脈沖頻率4500hz，占空比95％，離焦量25mm，掃描速度12mm/s,搭接率35％，送粉速率為7.2g/min，保護(hù)氬氣流量15l/min。
3.根據(jù)權(quán)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖光春，高政，張輝，許崇海，韓政義，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省科學(xué)院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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