本发明专利技术提供了一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用，主要用于零件表面同时具有耐腐蚀和高硬度性能要求涂层的制备。使用的熔覆焊丝添加了FeTi30，且FeTi30的添加量与碳粉相关，使得C粉将与FeTi30原位生成TiC增强相，避免非金属氧化过多的带入形成飞溅。通过优化添加Si和B元素的含量，Si和B为造渣的主要元素，在保持熔池流动性的前提下，降低其含量减少渣量。优化本发明专利技术的药芯焊丝内部为粉状混合物，其成分可控，能够根据熔覆层的需求进行成分的调整与控制，同时因为粉状，使得激光熔覆过程中粉状能够快速融化，激光熔覆过程中形成的熔池流动性好，进而形成的熔覆层组织均匀性好，熔覆过程飞溅少、烟尘少，产生的渣量少。产生的渣量少。产生的渣量少。
【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用
[0001]本专利技术属于金属材料
，具体涉及一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用。
技术介绍
[0002]目前液压支架油缸常用表面处理工艺分为电镀和激光熔覆。针对矿井环境中地质条件，电镀工艺具有良好的适应性，但环境污染较大，且镀层质量、性能及大修周期、维修费用等存在许多劣势。而激光熔覆工艺属于先进环保的增材制造技术，能更好的满足煤矿综采支架长寿命的使用要求。
[0003]液压支架立柱的激光熔覆常采用粉末作为耗材，利用率低、成本高，缺乏竞争力。而丝材激光熔覆技术在煤矿液压支架立柱上进行应用，想获得满足服役要求的丝材熔覆层，需要熔覆层有足够的耐蚀性能抵抗煤矿采掘面复杂的工作环境。除了腐蚀，液压支架立柱在使用中发生磨损失效也非常普遍，因此丝材熔覆层也应保持较高的硬度抵抗磨损。
[0004]在制备熔覆层时，丝材激光熔覆在与粉末激光熔覆不同，需考虑渣和飞溅对熔覆的影响，含渣量高和飞溅较大的材料将形成夹渣直接影响熔覆层的多次搭接和二次熔覆，造成缺陷率较高，进而影响制备出的熔覆层。因此，在进行丝材激光熔覆时，丝材在激光热源作用下是否能稳定获得高硬度、耐腐蚀、少缺陷的熔覆层，是推进丝材激光熔覆技术大规模应用的重点。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用，以解决现有技术中液压支架立柱需要稳定获得高硬度、耐腐蚀、少缺陷熔覆层的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用，所述激光熔覆焊丝中含有FeTi30
‑
A；
[0008]所述激光熔覆焊丝通过丝材激光熔覆技术采用激光功率3000w，熔覆速度22mm/s，送丝速度60mm/s在液压支架立柱的表面制备熔覆层；以质量分数计，所述熔覆层成分含量为：C：0.20
‑
0.35％；Si：0.30
‑
0.50％；Mn：0.60
‑
1.20％；Cr：18.80
‑
20.60％；Ni：1.40
‑
2.40％；Mo：0.20
‑
0.80％；Al：0.35
‑
0.58％；Ti：1.10
‑
2.00％；B：0.20％
‑
0.70％，余量为Fe；所述激光熔覆层中含有TiC。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：
[0010]优选的，所述激光熔覆焊丝的制备过程为：将混合金属置于焊皮中，翻转焊皮，使得焊皮包裹混合金属粉末；将包裹有混合金属粉末的焊皮拉拔至目标直径后，制得焊丝。
[0011]优选的，所述药芯为混合金属粉末；所述药芯的成分随着焊皮材质变化进行改变；
[0012]优选的，当焊皮为430不锈钢钢带时，以质量分数计，药芯的组成为：C：0.70
‑
1.20％；Si：0.5
‑
0.9％；B：1.50
‑
2.80％；Mn：2.00
‑
4.00％；Cr：26.00
‑
31.00％；Ni：5.00
‑
8.00％；Mo：1.00
‑
3.00％；FeTi30
‑
A：20
‑
30％；余量为Fe。
[0013]优选的，当焊皮为410不锈钢钢带时，以质量分数计，药芯的组成为：C：0.70
‑
1.20％；Si：0.36
‑
0.76％；B：1.50
‑
2.80％；Mn：2.00
‑
4.00％；Cr：36.50
‑
41.50％；Ni：4.80
‑
7.70％；Mo：1.00
‑
3.00％；FeTi30
‑
A：20
‑
30％；余量为Fe。
[0014]所述混合金属粉末混合后，进行真空干燥处理。
[0015]所述药芯焊丝中药粉填充率为30wt.％
‑
33wt.％。
[0016]所述药芯焊丝的直径为1.0
‑
1.2mm。
[0017]所述熔覆层的硬度为53
‑
55HRC，耐中性盐雾腐蚀时间大于300小时。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术公开了一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用，该应用过程中在焊丝中添加了FeTi30，且FeTi30的添加量与碳粉相关，使得C粉将与FeTi30原位生成TiC增强相，避免非金属氧化过多的带入形成飞溅。通过优化添加Si和B元素的含量，Si和B为造渣的主要元素，在保持熔池流动性的前提下，降低其含量减少渣量。优化本专利技术的药芯焊丝内部为粉状混合物，其成分可控，能够根据熔覆层的需求进行成分的调整与控制，同时因为粉状，使得激光熔覆过程中粉状能够快速融化，激光熔覆过程中形成的熔池流动性好，进而形成的熔覆层组织均匀性好，熔覆过程飞溅少、烟尘少，产生的渣量少。本专利技术焊丝最终生成的熔覆层，其中的TiC增强体通过原位自生技术生成，与传统的外加法相比，避免了颗粒烧损、增强相熔化分解等问题，所制备的熔覆层中的增强体尺寸细小、表面无污染、界面结合强度高，同时，伴随部分TiC的析出，避免了过多碳化铬沿奥氏体晶界析出，从而有效防止晶间腐蚀现象，从而使熔覆层的总体性能得到大幅提高。
[0020]进一步的，该药芯焊丝的设计以马氏体组织为激光熔覆层基体组织，通过添加Ti、Nb合金元素内生(Nb,Ti)C硬质相，实现高硬耐磨高性能丝材激光熔覆层的制备，满足液压支架继续服役的要求；本专利技术选择的增强相，与基体的润湿性好，避免了增强相在熔覆过程中导致开裂的问题。
[0021]进一步的，该熔覆层本质为Fe基熔覆层，主要通过在液压支架立柱(材料为碳钢)表面进行激光熔覆形成，两者的主要元素都为Fe，因此两者的热膨胀系数相似，最终形成的熔覆层的抗开裂和剥落能力强。
[0022]进一步的，该药芯焊丝，用于激光熔覆制备耐蚀、高硬度激光熔覆层，药粉配方均易获取，丝材生产效率高、成本低，应用前景广阔。本专利技术通过采用药芯焊丝制备技术，制得的药芯焊丝最终成分，通过钢带和药粉一起实现，与传统的实心焊丝生产需要熔炼钢材相比，周期短、见效快，成本低。本专利技术药芯焊丝合金元素种类能够根据需求快速进行调整，焊丝拉拔工序简单。所开发的焊丝，丝径1.0
‑
1.2mm，还可以用于MIG和TIG焊接工艺，应用范围广泛。
[0023]进一步的，本专利技术提供的药粉配方，配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带，添加C和FeTi30粉末，在激光熔覆过程中用作脱氧剂、除气剂，实现原位反应生成TiC增强相，实现熔覆层的高硬度指标、抗腐蚀性和稳定性。配合一定的Ni含量，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用，其特征在于，所述激光熔覆焊丝中含有FeTi30
‑
A；所述激光熔覆焊丝通过丝材激光熔覆技术采用激光功率3000w，熔覆速度22mm/s，送丝速度60mm/s在液压支架立柱的表面制备熔覆层；以质量分数计，所述熔覆层成分含量为：C：0.20
‑
0.35％；Si：0.30
‑
0.50％；Mn：0.60
‑
1.20％；Cr：18.80
‑
20.60％；Ni：1.40
‑
2.40％；Mo：0.20
‑
0.80％；Al：0.35
‑
0.58％；Ti：1.10
‑
2.00％；B：0.20％
‑
0.70％，余量为Fe；所述激光熔覆层中含有TiC。2.根据权利要求1所述的一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用，其特征在于，所述激光熔覆焊丝的制备过程为：将混合金属置于焊皮中，翻转焊皮，使得焊皮包裹混合金属粉末；将包裹有混合金属粉末的焊皮拉拔至目标直径后，制得焊丝。3.根据权利要求2所述的一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用，其特征在于，所述药芯为混合金属粉末；所述药芯的成分随着焊皮材质变化进行改变。4.根据权利要求3所述的一种激光熔覆焊丝在液压支架立柱中的应用，其特征在于，当焊皮为430不锈钢钢带时，以质量分数计，药芯的组成为：C：0.70
‑
1.20％；Si：0.5
‑
0.9％；B：1.50
‑
2.80％；Mn：2.00
‑
【专利技术属性】
技术研发人员：李洁，王昕，苏成明，曹鹏，刘文博，张飘飘，
申请(专利权)人：西安智能再制造研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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