上海閥門了解到某氮肥廠氨基甲酸銨組合閥閥體及進(jìn)、排液閥板均采用 0Cr18Ni12Mo3Ti 耐酸不銹鋼制造，閥面研磨后離子氮化處理，臥式運(yùn)行。該設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行中閥體、閥板間產(chǎn)生強(qiáng)烈的低頻撞擊實(shí)現(xiàn)閥門的開合，甲銨液屬強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，加上 200℃ 左右的溫度，故密封面會(huì)因沖擊、腐蝕等綜合作用而造成疲勞和開裂，從而導(dǎo)致泄漏。泄漏不僅浪費(fèi)了資源、能源和污染環(huán)境，而且影響設(shè)備的生產(chǎn)能力，甚至造成停產(chǎn)。
上海閥門認(rèn)為由于該組合閥零件密封面凸臺(tái)太窄小，如采用傳統(tǒng)的等離子噴焊和火焰堆焊工藝，一則變形大，二則不好操作。采用激光熔覆工藝，由于高能激光束熱源集中，能量密度大，作用時(shí)間短，對(duì)基體熱影響極?。誓芎芎玫貪M足加工要求。我們?cè)谶@種閥門狹窄的密封面上用激光熔覆一層鈷基自熔性合金，大大地提高了密封面的耐高溫、耐震、抗蠕變、抗磨損、抗腐蝕性能，提高了密封面的可靠性、安全性，減少停機(jī)時(shí)間，使其使用壽命比原氮化處理延長(zhǎng)一倍以上。在激光熔覆時(shí)發(fā)現(xiàn)，激光作用層內(nèi)存在大的熱應(yīng)力和開裂傾向是影響其質(zhì)量的最主要原因，特別是對(duì)于厚層熔覆，裂紋常常難以避免。本文將介紹組合閥零件密封面的激光熔覆工藝及試驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)熔覆質(zhì)量和后續(xù)加工作了討論分析。
1 試驗(yàn)條件與方法
0Cr18Ni12Mo3Ti 奧氏體耐酸不銹鋼制閥體零件如圖 1 所示，閥體上分布有十幾個(gè)通孔和盲孔。激光熔覆用鈷基自熔性合金粉末為 FCo-05，化學(xué)成分 w（%）為：0.25C，19Cr，29Ni，5~6Mo，4Si，3B，2~5Fe，余為 Co；粘結(jié)劑為 2123 酚醛樹脂，用乙醉稀釋調(diào)和。
奧氏體耐酸不銹鋼制閥體零件圖（圖 1）
試驗(yàn)裝置為 HGL-90 型 5kW 橫流連續(xù)波 CO2 激光器：試件由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)。試件上預(yù)涂敷合金粉末層厚度 0.8~2.5mm，涂后緩升至 400℃ 后保溫 1~2h 進(jìn)行預(yù)熱。激光熔覆時(shí)其功率為 2~3kW，掃描速度 3~4mm/s，用焦距 600mm 反射鏡聚焦，聚焦光斑直徑 5~8mm；若第二次重熔時(shí)激光功率 1.7~2.1kW，掃描速度不變。采用氧乙炔火焰跟蹤熔池以補(bǔ)償熱能；熔覆后及時(shí)于 500℃ 去應(yīng)力退火，隨爐緩冷降溫。
用金相顯微鏡、顯微硬度計(jì)、X 射線衍射儀觀察分析熔覆層組織和性能。
2 試驗(yàn)結(jié)果
FCo-05 合金在 0Cr18Ni12Mo3Ti 基體上激光熔覆后在結(jié)合區(qū)的形貌，激光熔層與基體之間存在一較窄的白亮帶，這是敷層與基體金屬在熱源作用下合金交互擴(kuò)散而形成的固溶結(jié)合層，表示己形成了良好的冶金結(jié)合。熔覆層由于冷卻速度很快，結(jié)晶后會(huì)獲得非常細(xì)小的枝晶組織，晶粒度達(dá) 11 級(jí)（YB27-77 標(biāo)準(zhǔn)）。
