1 前言

　　傳(chuan) 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(yu) 噴焊常常存在結合強度低、有氣孔、組織不致密，成份不均勻、葉片變形大等問題；而陶瓷片鑲嵌又存在著襯片與(yu) 基體(ti) 結合牢固性差，在離心機高速旋轉時易脫落而造成事故，難以滿足臥螺離心機的工作條件。因此我們(men) 根據臥螺離心機設計及工作的特點，對耐腐蝕環境工作的不鏽鋼臥螺離心機葉片激光耐蝕耐磨合金材料堆焊強化進行了研究，取得了較好的應用效果。

2 試驗

　　基體(ti) 材料：1crl8ni9ti不鏽鋼；堆焊材料：激光專(zhuan) 用含ti合金焊料。采用預置法激光堆焊，每一次獲得一個(ge) 單道堆焊層，各個(ge) 堆焊道之間留有間隔，避免各工序之間的熱影響。采用7kw橫流co2激光器；實驗時激光的輸出功率分別為(wei) 2．8kw 和3．0kw；輸出的激光束光斑直徑為(wei) 7mm。不鏽鋼的激光堆焊是一個(ge) 複雜的冶金和結晶的過程，由於(yu) 激光加熱和熔化冷卻速度都很高，故在加熱、冷卻或熔化凝結過程中，材料微組織間形成非均勻的溫度場和熱應力，易於(yu) 造成裂晶、裂紋等缺陷。為(wei) 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），需要調整與(yu) 此相關(guan) 的激光工藝參數（激光的能量密度、掃描速度）使之形成良好的匹配性，並進行試樣模擬磨損實驗、耐蝕試驗，以得到良好的激光工藝參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(yu) 掃描垂直的方向測量硬度沿寬度的變化和沿深度方向的變化。采用vickers硬度值（200g15s）表示硬度測量的結果。

3 試驗結果及討論

　　為(wei) 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(wei) 激光輸出功率； 為(wei) 掃描速度；d為(wei) 光束半徑。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度值。圖1、2分別示出了不同激光工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，堆焊層硬度呈梯度過渡。在相同的速度下，隨著激光功率的增加，堆焊層的顯微硬度也隨之增加，這是由於(yu) 激光加熱和冷卻的速度極快的特點所決(jue) 定的。在同一功率不同速度的顯微硬度曲線如圖2所示，當增加時，減小，堆焊層的硬度降低，單位體(ti) 積所吸收的能量降低，堆焊層的厚度減小。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 顯微組織結構分析

　　典型的不鏽鋼堆焊覆層的結構如圖3所示，結合麵較平坦，在基體(ti) 與(yu) 堆焊層過渡區呈現出柱狀和樹枝狀的晶體(ti) 結構，具有代表性的顯微組織如圖4所示。堆焊結晶過程的散熱為(wei) 堆焊熔池向空間的高溫輻射和通過集體(ti) 材料的熱傳(chuan) 導兩(liang) 個(ge) 方麵。因為(wei) 堆焊熔池小，基體(ti) 材料較大，基體(ti) 對熔池的冷卻速度非常快。因此晶體(ti) 生長相當於(yu) 定向凝固，導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在外部形核生長出新的晶體(ti) 。堆焊層底部屬於(yu) 典型的平麵外延生長組織，且枝晶組織粗大；而堆焊層頂部是較規則的樹枝狀共晶組織且枝晶細小於(yu) 是 形成了柱狀晶體(ti) 與(yu) 樹枝狀晶體(ti) 交替出現，有利於(yu) 增加堆焊層的結合強度(如圖4)。當激光工藝參數不合適的時候易出現氣孔、夾雜物等缺陷。