摘要：研究了在耐酸不銹鋼基體上采用激光熔覆和等離子噴焊兩種工藝形成的涂層對耐腐蝕性的影響。使用5kW橫流CO2激光器對預(yù)置于基體上的Co基自熔合金粉末進(jìn)行單道或多道掃描。得到的熔層與等離子焊層對比，激光熔層缺陷率低，成品率高。其組織細(xì)密均勻，晶粒細(xì)小，成分稀釋率更小，對基體熱影響小，熔層硬度與強(qiáng)韌性更高。性能試驗證明，激光熔層具有更高的耐腐蝕性能。

關(guān)鍵詞：激光熔覆；等離子噴焊；耐腐蝕性能

1 前言

在石油化工、反應(yīng)堆與核電站中大量使用各種耐酸不銹鋼閥門。由于生產(chǎn)過程中的各種介質(zhì)都具有較強(qiáng)的腐蝕性甚至放射性，腐蝕的結(jié)果不僅使閥門的密封面受到破壞，大大縮短閥門使用壽命，而且介質(zhì)的滲漏可能造成停工停產(chǎn)，污染環(huán)境甚至造成惡性事故。密封面的質(zhì)量是考核閥門基本性能的重要指標(biāo)，不銹鋼閥門的密封面要求則更高。高參數(shù)不銹鋼閥門的密封面一般采用直接在閥體上堆焊的方式進(jìn)行強(qiáng)化，而不能進(jìn)行鑲嵌式［1，3］結(jié)構(gòu)。

大功率激光束與材料的特殊作用可使基體表面得到滿足設(shè)計者要求的合金層，這種合金層的綜合性能不但大大優(yōu)于不銹鋼基材，而且優(yōu)于傳統(tǒng)的等離子噴焊層及各種堆焊層的性能。我們對20HJ63-20P型不銹鋼核閥與尿素生產(chǎn)線甲胺組合閥密封面進(jìn)行了激光熔覆加工，并與傳統(tǒng)的等離子噴焊進(jìn)行了比較分析。

2試驗條件

2．1試驗材料與方法

試驗所用閥門為20HJ63-20P截止閥，材料為1Cr18Ni9Ti鋼；3W-2BJ1甲胺泵進(jìn)排液閥，材料為Cr18Ni12Mo3Ti鋼。試樣為方塊試樣（19mm×15mm×10mm）與環(huán)形試樣（38×28mm×10mm）兩種。激光熔覆采用HGL-90型5kW橫流CO2激光器，合金粉末采用2132酚醛樹脂粉＋乙醇調(diào)和預(yù)涂敷在加工表面上并烘干，預(yù)敷層厚度為3mm左右。激光熔覆在數(shù)控二維聯(lián)動加工臺上進(jìn)行，其中方塊試樣采用多道掃描，每道搭接量為激光光斑直徑的50%。環(huán)形試樣在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上進(jìn)行單道掃描。熔覆工藝參數(shù)為：激光功率p＝3000～3400W，掃描速度v＝8～12mm／s，光斑尺寸≈5mm。光斑能量為高斯分布形式。

等離子噴焊采用國產(chǎn)DP-500型粉末等離子弧堆焊機(jī)，焊槍為LFH型，采用送粉法，堆焊層為3mm左右。

2．2檢測

采用JSM35C和S650型SEM掃描電鏡對試樣的熔焊層作高倍組織形貌分析；用MEF3大型光學(xué)金相顯微鏡觀察涂層組織及拍照；用國產(chǎn)71型顯微硬度計測量涂層硬度；用EDX-9100能譜儀測定各微區(qū)成分；用D／max-2000A型X射線衍射儀測定涂層相結(jié)構(gòu)。