[0001]
本发明涉及发动机进、排气门的制备技术领域，特别涉及一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料及制作工艺。
背景技术：
[0002]
激光熔覆亦称激光包覆或激光熔敷，是一种新的表面改性技术。涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多门学科，是激光先进制造技术最重要的核心技术之一。由于该技术制备的熔覆层可以显著改善基体表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗高温氧化和抗疲劳等综合性能，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多等优点。
[0003]
激光熔覆在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光幅照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。
[0004]
现有的激光熔覆材料都不能很好的满足发动机进、排气门耐高温以及耐磨性的要求且涂覆材料不能很好的与基体进行结合。
技术实现要素：
[0005]
发明的目的在于提供一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料及制作工艺，解决了现有的激光熔覆材料都不能很好的满足发动机进、排气门耐高温以及耐磨性的要求且涂覆材料不能很好的与基体进行结合的问题。
[0006]
本发明是这样实现的，一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料，其特征在于：该激光熔覆涂层材料包括以下质量百分数的粉末：ni：25～32％；nb：15～18％；si：2.0～2.8％；c：1.0～1.5％；fe：5～8％；w：3～5％；al：0.15～0.25％；ti：0.5～1.2％；余量为co。
[0007]
本发明的进一步技术方案是：该激光熔覆涂层材料包括以下质量百分数的粉末：ni：28～30％；nb：15～16％；si：2.5～2.8％；c：1.2～1.5％；fe：6～8％；w：3～5％；al：0.15～0.20％；ti：0.5～0.8％；余量为co。
[0008]
本发明的进一步技术方案是：所述粉末的平均粒度为50～80μm。
[0009]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
[0010]
步骤一：通过球磨机对所述粉末按照百分比进行球磨；
[0011]
步骤二、对气门基体表面打磨光亮后清洗，干燥后备用；
[0012]
步骤三、然后用二丙酮醇溶液将所述步骤一中球磨好粉末混合物搅拌成糊状，预置涂抹于气门基体表面，厚度为1～2.0mm；室温中晾至30～60分钟后干燥；
[0013]
步骤四、对所述步骤三的烘干试样进行激光熔覆，使得气门基体表面形成激光熔
覆涂层。
[0014]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤一中球磨转速为80～100r/min，球料比为10～20:1，球磨时间为2h～3h。
[0015]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤二中采用无水乙醇超声清洗；其中干燥温度为60～120℃，干燥时间为2～3h。
[0016]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤三中干燥为：置于温度为250～300℃的烘箱中烘干1～2h。
[0017]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤四中激光熔覆采用二氧化碳横激光束进行熔覆，对气门基体表面进行惰性气体保护，其输出功率为3.5～4.5kw，光斑直径为5～10mm，扫描速度为800～1500mm/min。
[0018]
本发明的进一步技术方案是：所述步骤四中所述气门基体置于惰性气氛的保护气罩或腔室中进行激光熔覆，保护气体为氩气或者氮气，气体流量为15～20l/min。
[0019]
本发明的有益效果：本发明采用的涂覆材料以及制作工艺，能使得涂覆材料与基体进行很好的结合，从而使得得到的产品性能优越，满足使用的要求；本发明具备耐高温以及耐磨性的性能，使得气门的使用寿命长，且使用效果好。
具体实施方式
[0020]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0021]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料，该激光熔覆涂层材料包括以下质量百分数的粉末：ni：25～32％；nb：15～18％；si：2.0～2.8％；c：1.0～1.5％；fe：5～8％；w：3～5％；al：0.15～0.25％；ti：0.5～1.2％；余量为co。
[0022]
该激光熔覆涂层材料包括以下质量百分数的粉末：ni：28～30％；nb：15～16％；si：2.5～2.8％；c：1.2～1.5％；fe：6～8％；w：3～5％；al：0.15～0.20％；ti：0.5～0.8％；余量为co。
[0023]
所述粉末的平均粒度为50～80μm。
[0024]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
[0025]
步骤一：通过球磨机对所述粉末按照百分比进行球磨；
[0026]
步骤二、对气门基体表面打磨光亮后清洗，干燥后备用；
[0027]
步骤三、然后用二丙酮醇溶液将所述步骤一中球磨好粉末混合物搅拌成糊状，预置涂抹于气门基体表面，厚度为1～2.0mm；室温中晾至30～60分钟后干燥；
[0028]
步骤四、对所述步骤三的烘干试样进行激光熔覆，使得气门基体表面形成激光熔覆涂层。
[0029]
所述步骤一中球磨转速为80～100r/min，球料比为10～20:1，球磨时间为2h～3h。
[0030]
所述步骤二中采用无水乙醇超声清洗；其中干燥温度为60～120℃，干燥时间为2～3h。
[0031]
所述步骤三中干燥为：置于温度为250～300℃的烘箱中烘干1～2h。
[0032]
所述步骤四中激光熔覆采用二氧化碳横激光束进行熔覆，对气门基体表面进行惰性气体保护，其输出功率为3.5～4.5kw，光斑直径为5～10mm，扫描速度为800～1500mm/min。
[0033]
所述步骤四中所述气门基体置于惰性气氛的保护气罩或腔室中进行激光熔覆，保护气体为氩气或者氮气，气体流量为15～20l/min。
[0034]
实施例一：
[0035]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料，该激光熔覆涂层材料包括以下质量百分数的粉末：ni：28％；nb：15％；si：2.5％；c：1.2％；fe：6％；w：3％；al：0.15％；ti：0.5％；余量为co。
[0036]
所述粉末的平均粒度为50μm。
[0037]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
[0038]
步骤一：通过球磨机对所述粉末按照百分比进行球磨；
[0039]
步骤二、对气门基体表面打磨光亮后清洗，干燥后备用；
[0040]
步骤三、然后用二丙酮醇溶液将所述步骤一中球磨好粉末混合物搅拌成糊状，预置涂抹于气门基体表面，厚度为1mm；室温中晾至30分钟后干燥；
[0041]
步骤四、对所述步骤三的烘干试样进行激光熔覆，使得气门基体表面形成激光熔覆涂层。
[0042]
所述步骤一中球磨转速为80r/min，球料比为10:1，球磨时间为2h。
[0043]
所述步骤二中采用无水乙醇超声清洗；其中干燥温度为60℃，干燥时间为2h。
[0044]
所述步骤三中干燥为：置于温度为250℃的烘箱中烘干1h。
[0045]
所述步骤四中激光熔覆采用二氧化碳横激光束进行熔覆，对气门基体表面进行惰性气体保护，其输出功率为3.5kw，光斑直径为5mm，扫描速度为800mm/min。
[0046]
所述步骤四中所述气门基体置于惰性气氛的保护气罩中进行激光熔覆，保护气体为氩气，气体流量为15l/min。
[0047]
采用hvs-1000a型显微硬度仪测量熔覆层的显微硬度，其中熔覆层不同位置测量五个值，并去除最大与最小值之后取平均值，测试结果显示，激光熔覆后平均硬度达到1089hv，较母材得到明显提高。
[0048]
实施例二：
[0049]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料，该激光熔覆涂层材料包括以下质量百分数的粉末：ni：29％；nb：15％；si：2.6％；c：1.2％；fe：7％；w：4％；al：0.18％；ti：0.5％；余量为co。
[0050]
所述粉末的平均粒度为60μm。
[0051]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
[0052]
步骤一：通过球磨机对所述粉末按照百分比进行球磨；
[0053]
步骤二、对气门基体表面打磨光亮后清洗，干燥后备用；
[0054]
步骤三、然后用二丙酮醇溶液将所述步骤一中球磨好粉末混合物搅拌成糊状，预
置涂抹于气门基体表面，厚度为2.0mm；室温中晾至45分钟后干燥；
[0055]
步骤四、对所述步骤三的烘干试样进行激光熔覆，使得气门基体表面形成激光熔覆涂层。
[0056]
所述步骤一中球磨转速为90r/min，球料比为15:1，球磨时间为3h。
[0057]
所述步骤二中采用无水乙醇超声清洗；其中干燥温度为100℃，干燥时间为3h。
[0058]
所述步骤三中干燥为：置于温度为280℃的烘箱中烘干2h。
[0059]
所述步骤四中激光熔覆采用二氧化碳横激光束进行熔覆，对气门基体表面进行惰性气体保护，其输出功率为4.0kw，光斑直径为8mm，扫描速度为1200mm/min。
[0060]
所述步骤四中所述气门基体置于惰性气氛的保护气罩中进行激光熔覆，保护气体为氩气，气体流量为16l/min。
[0061]
采用hvs-1000a型显微硬度仪测量熔覆层的显微硬度，其中熔覆层不同位置测量五个值，并去除最大与最小值之后取平均值，测试结果显示，激光熔覆后平均硬度达到1920hv，较母材得到明显提高。
[0062]
实施例三：
[0063]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料，该激光熔覆涂层材料包括以下质量百分数的粉末：ni：30％；nb：16％；si：2.8％；c：1.5％；fe：8％；w：5％；al：0.20％；ti：0.8％；余量为co。
[0064]
所述粉末的平均粒度为80μm。
[0065]
一种发动机进、排气门用激光熔覆涂层材料的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
[0066]
步骤一：通过球磨机对所述粉末按照百分比进行球磨；
[0067]
步骤二、对气门基体表面打磨光亮后清洗，干燥后备用；
[0068]
步骤三、然后用二丙酮醇溶液将所述步骤一中球磨好粉末混合物搅拌成糊状，预置涂抹于气门基体表面，厚度为2.0mm；室温中晾至60分钟后干燥；
[0069]
步骤四、对所述步骤三的烘干试样进行激光熔覆，使得气门基体表面形成激光熔覆涂层。
[0070]
所述步骤一中球磨转速为100r/min，球料比为20:1，球磨时间为3h。
[0071]
所述步骤二中采用无水乙醇超声清洗；其中干燥温度为120℃，干燥时间为3h。
[0072]
所述步骤三中干燥为：置于温度为300℃的烘箱中烘干2h。
[0073]
所述步骤四中激光熔覆采用二氧化碳横激光束进行熔覆，对气门基体表面进行惰性气体保护，其输出功率为4.5kw，光斑直径为10mm，扫描速度为1500mm/min。
[0074]
所述步骤四中所述气门基体置于惰性气氛的保护气罩中进行激光熔覆，保护气体为氮气，气体流量为20l/min。
[0075]
采用hvs-1000a型显微硬度仪测量熔覆层的显微硬度，其中熔覆层不同位置测量五个值，并去除最大与最小值之后取平均值，测试结果显示，激光熔覆后平均硬度达到1237hv，较母材得到明显提高。
[0076]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。