摘要：研究了在耐酸不锈钢基体上采用激光熔覆和等离子喷焊两种工艺形成的涂层对耐腐蚀性的影响。使用5kW横流CO2激光器对预置于基体上的Co基自熔合金粉末进行单道或多道扫描。得到的熔层与等离子焊层对比，激光熔层缺陷率低，成品率高。其组织细密均匀，晶粒细小，成分稀释率更小，对基体热影响小，熔层硬度与强韧性更高。性能试验证明，激光熔层具有更高的耐腐蚀性能。

关键词：激光熔覆；等离子喷焊；耐腐蚀性能

1 前言

在石油化工、反应堆与核电站中大量使用各种耐酸不锈钢阀门。由于生产过程中的各种介质都具有较强的腐蚀性甚至放射性，腐蚀的结果不仅使阀门的密封面受到破坏，大大缩短阀门使用寿命，而且介质的渗漏可能造成停工停产，污染环境甚至造成恶性事故。密封面的质量是考核阀门基本性能的重要指标，不锈钢阀门的密封面要求则更高。高参数不锈钢阀门的密封面一般采用直接在阀体上堆焊的方式进行强化，而不能进行镶嵌式［1，3］结构。

大功率激光束与材料的特殊作用可使基体表面得到满足设计者要求的合金层，这种合金层的综合性能不但大大优于不锈钢基材，而且优于传统的等离子喷焊层及各种堆焊层的性能。我们对20HJ63-20P型不锈钢核阀与尿素生产线甲胺组合阀密封面进行了激光熔覆加工，并与传统的等离子喷焊进行了比较分析。

2试验条件

2．1试验材料与方法

试验所用阀门为20HJ63-20P截止阀，材料为1Cr18Ni9Ti钢；3W-2BJ1甲胺泵进排液阀，材料为Cr18Ni12Mo3Ti钢。试样为方块试样（19mm×15mm×10mm）与环形试样（38×28mm×10mm）两种。激光熔覆采用HGL-90型5kW横流CO2激光器，合金粉末采用2132酚醛树脂粉＋乙醇调和预涂敷在加工表面上并烘干，预敷层厚度为3mm左右。激光熔覆在数控二维联动加工台上进行，其中方块试样采用多道扫描，每道搭接量为激光光斑直径的50%。环形试样在数控回转工作台上进行单道扫描。熔覆工艺参数为：激光功率p＝3000～3400W，扫描速度v＝8～12mm／s，光斑尺寸≈5mm。光斑能量为高斯分布形式。

等离子喷焊采用国产DP-500型粉末等离子弧堆焊机，焊枪为LFH型，采用送粉法，堆焊层为3mm左右。

2．2检测

采用JSM35C和S650型SEM扫描电镜对试样的熔焊层作高倍组织形貌分析；用MEF3大型光学金相显微镜观察涂层组织及拍照；用国产71型显微硬度计测量涂层硬度；用EDX-9100能谱仪测定各微区成分；用D／max-2000A型X射线衍射仪测定涂层相结构。