专利名称：一种在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法
技术领域：
本发明属于钢制压射头技术领域，特别是涉及一种在钢制压射头的表 面激光熔覆合金的方法。
背景技术：
压力铸造简称压铸，其是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填 钢制模具型腔，并利用作为压力传递部件的压射头使上述合金液在压力下 凝固而形成铸件的铸造方法。压铸有别于其它铸造方法的主要特点如下 (l)如上所述，合金液是在压力下填充型腔的，并在更高压力下结晶凝固，
常用的压力为15 — 100MPa。 (2)合金液以高速充填型腔，通常在10_50 米/秒，有时甚至超过80米/秒，因此合金液的充填时间极短，视铸件的大 小而不同大约只需0.01—0.2秒即可填满型腔。
由于压射头需要在高压、高速和高温情况下进行工作，因此其磨损无 疑很快，所以成为压铸行业的消耗件。普通使用的压射头是由铸铁或合金 铸铁材料制成，虽然这种压射头的价格较低，但其使用寿命短，而且还容 易对压室造成磨损，从而降低压室的寿命。为了提高压射头的使用寿命， 目前有些压射头采用钢材制成，并在其表面喷涂一层耐磨层，但由于喷涂 层的结合强度不够，因此易于开裂或剥落，这样又会影响其使用寿命，同 时增加故障率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够显著提高钢制压 射头的耐磨性、耐热性，因此可以延长其使用寿命的在钢制压射头的表面 激光熔覆合金的方法。
为了达到上述目的，本发明提供的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法包括顺序进行的下列步骤
1) 将钢制压射头的表面用稀料进行预处理，以除去附着在其表面上的
油污及杂质；
2) 将合金粉在5X lmm的光斑、500 — 700mm/min的速度和1. 5mm的搭 接量条件下用激光器熔覆在钢制压射头的表面，然后室温下快速冷却而形 成一层合金熔覆层；所述的合金粉由0.2 — 0.4%碳、20.0—25.0%镍、0.8 — 1.00%硅、0. 03 —0. 04%硫、0.03 — 0. 04%磷、4. 0 — 5. 0%铬和余量的铁组成。
所述的激光器为5000WC02横流式激光器。 所述的合金熔覆层的厚度为0.5 — 0.8mm。 所述的钢制压射头采用45#钢制成。
本发明提供的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法是利用激光技 术将一种耐高温、耐磨合金粉熔覆在钢制压射头的表面而形成一层合金熔 覆层，由于该合金粉中含有对合金熔覆层起晶粒细化、晶粒强化等作用的 元素或者它们的氧化物，因此合金熔覆层的组织特征表现为晶粒细化、位 错密度增加、组织均匀致密，同时还具有过饱和合金的固溶强化及超细化 合物等的弥散强化作用，所以能够有效地提高钢制压射头的表面强度，从 而避免因热疲劳而导致的开裂或表面拉伤。另外，合金熔覆层还具有较高 的韧性和塑性，因此可使钢制压射头的使用寿命高达35000次。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明提供的在钢制压射头的表面激光熔覆合 金的方法进行详细说明。
实施例1 :
本实施例提供的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法包括顺序进 行的下列步骤
1)将45#钢压射头的表面用稀料进行预处理，以除去附着在其表面上的油污及杂质；
2)将由0.25%碳、22.0%镍、0. 8%硅、0. 03%硫、0. 03%磷、5. 0%铬和 余量的铁组成的合金粉在5X lmm的光斑、500_700mm/min的速度和1. 5mm 的搭接量条件下用5000WC02横流式激光器熔覆在45#钢压射头的表面，然 后室温下快速冷却而形成一层0.5mm厚的合金熔覆层。
实施例2:
本实施例提供的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法包括顺序进 行的下列步骤-
1) 将钢制压射头的表面用稀料进行预处理，以除去附着在其表面上的 油污及杂质；
2) 将由0.3%碳、20.0%镍、0. 9%硅、0. 035%硫、0. 035%磷、4. 0%铬 和余量的铁组成的合金粉在5Xlmm的光斑、500 — 700mm/min的速度和 1. 5mm的搭接量条件下用C02横流式激光器熔覆在钢制压射头的表面，然后 室温下快速冷却而形成一层0.6mm厚的合金熔覆层。
实施例3:
本实施例提供的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法包括顺序进 行的下列步骤
1) 将钢制压射头的表面用稀料进行预处理，以除去附着在其表面上的 油污及杂质；
2) 将0.4%碳、25.0%镍、1.00%硅、0. 03%硫、0. 03%磷、5. 0%铬和余
量的铁组成的合金粉在5Xlmm的光斑、500 — 700mm/min的速度和1. 5mm的
搭接量条件下用C02横流式激光器熔覆在钢制压射头的表面，然后室温下快
速冷却而形成一层0.8mm厚的合金熔覆层。
利用本发明提供的激光熔覆合金方法在钢制压射头的表面形成的合金 熔覆层微观组织是由固熔于大量Cr及少量的Y (Fe、 Ni)树枝晶、枝晶间(Cr、 Fe) 7 (C、 B) 3+Y (Fe、 Ni)共晶所构成，合金熔覆层的宏观硬度 达HRC54 — 57,因此高于镍基喷涂层硬度。另外，Cr、 Si元素在Y相中的 固溶，枝晶间共晶(Cr、 Fe) 7 (C、 B) 3高硬度相的析出是合金熔覆层得 到强化的主要原因。
权利要求
1、一种在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法，其特征在于所述的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法包括顺序进行的下列步骤1)将钢制压射头的表面用稀料进行预处理，以除去附着在其表面上的油污及杂质；2)将合金粉在5×1mm的光斑、500-700mm/min的速度和1.5mm的搭接量条件下用激光器熔覆在钢制压射头的表面，然后室温下快速冷却而形成一层合金熔覆层；所述的合金粉由0.2-0.4％碳、20.0-25.0％镍、0.8-1.00％硅、0.03-0.04％硫、0.03-0.04％磷、4.0-5.0％铬和余量的铁组成。
2、 根据权利要求1所述的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法， 其特征在于所述的激光器为5000WC02横流式激光器。
3、 根据权利要求1所述的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法， 其特征在于所述的合金熔覆层的厚度为0.5—0.8mm。
4、 根据权利要求1所述的在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法， 其特征在于所述的钢制压射头采用45#钢制成。
全文摘要
本发明公开了一种在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法。该方法是利用激光技术将一种耐高温、耐磨合金粉熔覆在钢制压射头的表面而形成一层合金熔覆层，由于该合金粉中含有对合金熔覆层起晶粒细化、晶粒强化等作用的元素或者它们的氧化物，因此合金熔覆层的组织特征表现为晶粒细化、位错密度增加、组织均匀致密，同时还具有过饱和合金的固溶强化及超细化合物等的弥散强化作用，所以能够有效地提高钢制压射头的表面强度，从而避免因热疲劳而导致的开裂或表面拉伤。另外，合金熔覆层还具有较高的韧性和塑性，因此可使钢制压射头的使用寿命高达35000次。
文档编号C23C24/10GK101586238SQ200910069318
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者冯加旺, 苏健全, 娟 郎, 陈东长 申请人:天津市汇利通金属表面技术有限公司