專利名稱：用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵基合金材料，特別涉及用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料及其制作方法。

背景技術(shù)：
目前，在石油化工、鋼鐵、電力等工業(yè)行業(yè)中大量使用的電機(jī)、離心壓縮機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、水泵、汽輪機(jī)等渦輪轉(zhuǎn)動設(shè)備中，轉(zhuǎn)子是這些設(shè)備共有的核心組成部件。長期在各種工況條件下服役，轉(zhuǎn)子主軸的支承軸頸產(chǎn)生磨損、抱瓦燒蝕；密封軸徑和推力等部位也產(chǎn)生腐蝕，磨損失效。一般常規(guī)的辦法是制造更換轉(zhuǎn)子軸徑。轉(zhuǎn)子主軸材料按其承載強(qiáng)度的不同，分別由45#、40Cr、42CrNiMoA等中碳或合金鋼制造；其制造更換新轉(zhuǎn)子周期長、費(fèi)用高、影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
因此，提供一種化學(xué)成分配比合理、制作簡單、應(yīng)用效果顯著的用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料及其制作方法，是該領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)著手解決的問題之一。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種化學(xué)成分配比合理、制作簡單、應(yīng)用效果顯著的用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料及其制作方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料，其特征在于該鐵基合金材料包括的鐵基合金的化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)％配比如下 元素含量 C0.30～0.35； Cr18～20； Mn0.35～0.50； Mo1.50～1.70； Si0.80～1.0； Ti0.02； V0.06； Fe余量。
一種用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料的制作方法，該制作方法的實(shí)施步驟如下 首先，將鐵基合金制成粉末狀，鐵基合金的顆粒度分別選擇兩個范圍 (1)50～150μm， (2)100～325μm； 然后，采用電弧爐或真空電弧爐方式熔煉，經(jīng)過全Ar氣或全N2氣保護(hù)的臥式霧化工藝生產(chǎn)裝置上制成合金粉末；粉末為均勻?qū)嵭念w粒狀，其中含有衛(wèi)星狀顆粒粉不超過3～5％。
本發(fā)明的有益效果是將研制的鐵基合金粉末分別在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸，軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸和離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸上進(jìn)行激光熔鑄應(yīng)用，經(jīng)過采用不同激光加工工藝參數(shù)修復(fù)不同類型轉(zhuǎn)子軸，均達(dá)到鐵基合金粉末與軸原基材實(shí)現(xiàn)了牢固的冶金結(jié)合，熔鑄合金層無裂紋，不產(chǎn)生氣孔和夾雜等缺陷。經(jīng)過此種鐵基合金材料激光熔鑄修復(fù)過的各種類型轉(zhuǎn)子軸徑，投入生產(chǎn)中運(yùn)行安全、質(zhì)量可靠。具有耐磨損、耐腐蝕，自潤滑性優(yōu)良的特點(diǎn)。修復(fù)后轉(zhuǎn)子的使用壽命達(dá)到原設(shè)計(jì)制造主軸的水平，并超過原主軸使用壽命一倍以上。
采用該材料實(shí)現(xiàn)激光快速仿形熔覆技術(shù)修復(fù)轉(zhuǎn)子的方法具有快速、質(zhì)量優(yōu)良、對轉(zhuǎn)子和軸徑無傷害，修復(fù)后運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，延長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施例方式 以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式
、特征詳述如下 本發(fā)明是為激光熔鑄技術(shù)工藝這種新技術(shù)方法提供一種適合轉(zhuǎn)子主軸恢復(fù)再制造所使用的鐵基合金材料。
鐵基合金的化學(xué)成分如下表 鐵基合金化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)％) 鐵基合金的形態(tài)和制作方法 鐵基合金的形態(tài) 為了在激光熔鑄技術(shù)工藝方法修復(fù)轉(zhuǎn)子主軸時(shí)使用方便，將鐵基合金制造成具有一定顆粒度范圍的粉末狀，以便激光熔鑄采用仿形轉(zhuǎn)子主軸圓周激光掃描和往激光熔池內(nèi)運(yùn)送材料簡捷、有效。按粉末流動性考慮，鐵基合金的顆粒度范圍分別選擇兩個范圍，可滿足激光熔鑄仿形工藝操作。
其粒度分別為 a、50～150μm； b、100～325μm。
鐵基合金的制造方法 采用電弧爐或真空電弧爐方式熔煉，經(jīng)過全Ar氣或全N2氣保護(hù)的臥式霧化工藝生產(chǎn)裝置上制成合金粉末。粉末為均勻?qū)嵭念w粒狀，其中含有衛(wèi)星狀顆粒粉不超過3～5％。粉末的物理及使用性能滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。
實(shí)施例1 在鐵基合金材料生產(chǎn)制造過程中，設(shè)計(jì)鐵基合金化學(xué)成分實(shí)際控制配比時(shí)，考慮主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))百分比含量在設(shè)計(jì)總體范圍配比對生產(chǎn)和性能的影響。例如，選擇一下化學(xué)成分配比制造鐵基合金粉末(質(zhì)量分?jǐn)?shù))％ 生產(chǎn)中采用電弧爐或真空電爐熔爐。鐵基合金粉末生產(chǎn)過程采用臥式霧化工藝，在整個霧化生產(chǎn)過程中一直到包裝在Ar氣保護(hù)下進(jìn)行。
制粉粒度為50～150μm。
經(jīng)檢驗(yàn)，采用此材質(zhì)配比和工藝方法生產(chǎn)的粉末，幾乎不含有空心粉，也極少有衛(wèi)星顆粒，粉末的真圓度已經(jīng)達(dá)到生產(chǎn)粉末優(yōu)越的物理性能。
實(shí)施例2 現(xiàn)將鐵基合金粉末的化學(xué)成分配比按上限含量組成如下(質(zhì)量分?jǐn)?shù))％ 制造方法是在N2氣保護(hù)下按工藝全過程進(jìn)行，制作成粒度為100～325μm的合金粉末。經(jīng)檢驗(yàn)其顆粒為實(shí)心狀，衛(wèi)星顆粒粉率不超過3％，物理性能沒有變化，滿足了設(shè)計(jì)的要求。
應(yīng)用實(shí)例 某廠使用的AV45～12型風(fēng)機(jī)，經(jīng)過運(yùn)行兩年多時(shí)間，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子主軸兩端滑動軸承位軸徑已經(jīng)被腐蝕成麻點(diǎn)狀，并產(chǎn)生多道環(huán)狀疲勞劃痕，深度約0.3～0.5mm，轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中產(chǎn)生超標(biāo)振動停機(jī)。采用此種鐵基合金粉末進(jìn)行激光熔鑄仿形修復(fù)主軸軸承位，恢復(fù)原設(shè)計(jì)機(jī)械尺寸和公差精度標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，修復(fù)后的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子已經(jīng)投產(chǎn)正常運(yùn)行近三年時(shí)間，安全平穩(wěn)，質(zhì)量可靠。在例行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子主軸徑修復(fù)部無任何損傷，深得用戶滿意。
使用效果 將研制的鐵基合金粉末分別在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸，軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸和離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸上進(jìn)行激光熔鑄應(yīng)用，經(jīng)過采用不同激光加工工藝參數(shù)修復(fù)不同類型轉(zhuǎn)子軸，均達(dá)到鐵基合金粉末與軸原基材實(shí)現(xiàn)了牢固的冶金結(jié)合，熔鑄合金層無裂紋，不產(chǎn)生氣孔和夾雜等缺陷。經(jīng)過此種鐵基合金材料激光熔鑄修復(fù)過的各種類型轉(zhuǎn)子軸徑，已經(jīng)投入生產(chǎn)中安全運(yùn)行、質(zhì)量可靠。具有耐磨損、耐腐蝕，自潤滑性優(yōu)良的特點(diǎn)。修復(fù)后轉(zhuǎn)子的使用壽命達(dá)到原設(shè)計(jì)制造主軸的水平，并超過原主軸使用壽命一倍以上。
上述參照實(shí)施例對該用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料及其制作方法進(jìn)行的詳細(xì)描述，是說明性的而不是限定性的；因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料，其特征在于該鐵基合金材料包括的鐵基合金的化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)％配比如下
元素含量
C0.30～0.35；
Cr18～20；
Mn0.35～0.50；
Mo1.50～1.70；
Si0.80～1.0；
Ti0.02；
V0.06；
Fe余量。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料的制作方法，其特征在于該制作方法的實(shí)施步驟如下
首先，將鐵基合金制成粉末狀，鐵基合金的顆粒度分別選擇兩個范圍
(1)50～1 50μm，
(2)100～325μm；
然后，采用電弧爐或真空電弧爐方式熔煉，經(jīng)過全Ar氣或全N2氣保護(hù)的臥式霧化工藝生產(chǎn)裝置上制成合金粉末；粉末為均勻?qū)嵭念w粒狀，其中含有衛(wèi)星狀顆粒粉不超過3～5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于轉(zhuǎn)子主軸激光修復(fù)的鐵基合金材料，該鐵基合金材料包括的鐵基合金的化學(xué)成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)％配比如下元素含量C0.30～0.35；Cr18～20；Mn0.35～0.50；Mo1.50～1.70；Si0.80～1.0；Ti0.02；V0.06；Fe余量。制作步驟如下首先，將鐵基合金制成粉末狀，鐵基合金的顆粒度分別選擇兩個范圍(1)50～150μm，(2)100～325μm；然后，采用電弧爐或真空電弧爐方式熔煉，經(jīng)過全Ar氣或全N2氣保護(hù)的臥式霧化工藝生產(chǎn)裝置上制成合金粉末；粉末為均勻?qū)嵭念w粒狀，其中含有衛(wèi)星狀顆粒粉不超過3～5％。本發(fā)明提供了一種適合轉(zhuǎn)子主軸恢復(fù)再制造所使用的鐵基合金材料；采用該材料具有快速、質(zhì)量優(yōu)良、對轉(zhuǎn)子和軸徑無傷害，修復(fù)后運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，延長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B22F9/08GK101758219SQ20091024516
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者魏振華 申請人:天津大族燁嶠激光技術(shù)有限公司