根據臥螺離心機（jī）磨（mó）損失效的特（tè）點，提出在螺（luó）旋葉片工（gōng）作麵采（cǎi）用激光堆焊工藝，探索了合適的堆焊工藝，獲得了與基體冶金結合、組織改變均勻細化的高性能堆焊層。分析表明激光堆焊層硬度提（tí）高了2倍，耐磨性提高（gāo）了5倍，耐蝕性能滿足應用（yòng）要求。該技術用於臥螺離心機葉片有較高的實用價值。

    　　關（guān）鍵詞： 臥螺離心機；葉片；激光堆焊

    　　1 前言

    　　傳統的葉片磨損改進的措施大多采用焊接不同材料的葉片襯板，噴焊硬質材料或鑲嵌alo陶瓷襯片的方法。由於噴焊（hàn）常常存（cún）在結合強度低、有氣（qì）孔、組織不致密，成份（fèn）不均勻、葉片變形大等問（wèn）題；而陶瓷片鑲嵌又存在著襯片與基體結合牢固性差，在離心機高速旋轉時易（yì）脫落而造成事故，難以滿足臥螺離心機的工作條件。因此我們根據臥螺離心機設（shè）計及工作的特點，對耐腐蝕環（huán）境工（gōng）作的不（bú）鏽鋼臥螺離心（xīn）機葉片激光耐蝕耐磨合金材料堆焊強化進行了研（yán）究，取得了較好的應用效果。

    　　2 試驗

    　　基體材料：1crl8ni9ti不（bú）鏽鋼（gāng）；堆焊材料：激光專用含ti合金焊料。采用預置法激光堆焊，每一次獲得一個單（dān）道堆（duī）焊層，各個堆焊道之間留有間隔，避免各工序之間的（de）熱影響。采用7kw橫流co2激光器；實驗時激光的輸出功（gōng）率分別為2．8kw 和3．0kw；輸出的激光束光斑直徑為7mm。不鏽鋼的激光堆焊是一（yī）個複雜的冶（yě）金和結晶的過程，由於激（jī）光加熱和熔化冷卻速度（dù）都（dōu）很高，故在加熱、冷卻或熔化凝結過（guò）程中，材料微組（zǔ）織間形成非均（jun1）勻的溫度場和熱應力，易於造成裂晶、裂紋等缺陷。為了得到良好的堆焊層的質量（如堆焊層表麵光滑、無裂紋、良好的冶金結合等），需要調整（zhěng）與此相關的激光工藝參數（shù）（激光的能量（liàng）密度、掃（sǎo）描速（sù）度）使（shǐ）之形成良好的匹配性，並進行試樣模擬磨損（sǔn）實驗、耐蝕（shí）試驗，以得到良好（hǎo）的激光工藝參（cān）數使之具有較好的匹配性能。

    　　采用線切割方法切割，並采用電解拋光和電解腐蝕的方法製備試樣。在表麵上沿與掃描垂直的方向測（cè）量硬度沿寬度的變化和沿深度方（fāng）向的變化。采用vickers硬度（dù）值（200g15s）表示硬度（dù）測量的結果。

    　　3 試驗結果及討論

    　　為描述工藝參數的影響，引入激光作用能量密度pw=p／（×2a）和作用時間t=2d／v。式中p為激光輸出功率； 為掃描（miáo）速度；d為光（guāng）束半徑。選擇不同工藝參數進行試驗研究。

    　　3．1 顯微硬度

    　　通過激光堆焊後能夠得到比其它方法得到更高的硬（yìng）度值（zhí）。圖1、2分別（bié）示出了不同（tóng）激光工（gōng）藝參數之間的變化規律。如圖1所示，在不鏽鋼上堆焊合金後硬度明顯提高，堆焊層平均硬度hv400，堆焊層厚度0．7～lmm，堆焊層硬度（dù）呈梯度過渡。在相（xiàng）同的速度下（xià），隨（suí）著激光功（gōng）率的增加，堆焊層的顯微硬度也隨之增加，這是由於激光加熱（rè）和冷卻的速度極快的特點所決定（dìng）的。在同一功率不同速度的顯微硬度曲線如圖2所示，當增加（jiā）時，減小，堆焊（hàn）層的硬度降低，單位體（tǐ）積所（suǒ）吸收（shōu）的能量降低，堆焊層的厚度（dù）減小。圖2也明確驗證了這一點，這也說明本實驗條件下能量密度起主導作用[1]。
　　3．2 顯微組織結構（gòu）分析

    　　典型的（de）不鏽鋼堆焊覆層的結構如圖（tú）3所示（shì），結合麵較平坦，在基體與（yǔ）堆焊層過渡區呈現出（chū）柱狀和樹枝狀的晶體結構，具（jù）有代表（biǎo）性的（de）顯（xiǎn）微組織如圖4所示。堆焊結晶過程（chéng）的散熱為堆焊熔池向空（kōng）間的高溫輻（fú）射和通（tōng）過集體材料的熱傳導（dǎo）兩個方麵。因（yīn）為堆（duī）焊熔池小，基體材料較大，基體對熔池的冷卻速度非常快。因此晶體（tǐ）生長相當於定向凝固，導（dǎo）致堆焊層結晶時柱狀晶很發達，同時在熔池表麵因高溫輻射而（ér）在外部形核生長（zhǎng）出新的晶體。堆焊層底部屬於典型的平（píng）麵外延生長組織，且枝晶組織粗（cū）大；而堆焊層頂部是較規則的樹枝狀共晶組（zǔ）織且枝晶細小於是 形成了柱狀晶體與樹枝狀晶體交替出現，有利於增加堆焊層的結合強度(如圖4)。當激光工藝參數不合（hé）適的時候（hòu）易出現氣孔、夾雜物等缺陷。

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