一种激光增韧镁合金还原罐的制造方法，其特点是由下列工序组成：(1)对还原罐需进行激光熔覆部位，即靠近冷却端部位进行机械加工，机加厚度为5-6mm；(2)对所激光熔覆区进行表面探伤；(3)激光熔覆，激光熔覆过程中采用横流CO
1.一种激光增韧镁合金还原罐的制造方法，其特征在于由下列工序组成：(1)对还原罐需进行激光熔覆部位，即靠近冷却端部位进行机械加工，机加厚度为5-6mm；(2)对所激光熔覆区进行表面探伤，包括着色探伤、X光探伤、超声波探伤、荧光探伤无损探伤，不允许有裂纹，气孔缺陷；(3)激光熔覆，激光熔覆过程中采用横流CO₂激光器，熔覆工艺参数是：功率：3000-5000W，光斑直径：Φ1-3mm，扫描速度：10-40mm/s，熔覆厚度5～8mm，熔覆过程中对熔池采用惰性气体进行保护，激光熔覆所用的合金粉末的化学成分按质量百分数计为：Cr：14-16％，Ni：12-14％，W：1-2％，Mo：1-2％，余量为Fe；(4)对熔覆层表面进行打磨抛光处理，恢复原有尺寸；(5)无损探伤检测。
2.根据权利要求1所述的激光增韧镁合金还原罐的制造方法，其特征在于较好的激光熔覆所用的合金粉末的化学成分按质量百分数计为：Cr：14％，Ni：14％，W：1.5％，Mo：1.5％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的激光增韧镁合金还原罐的制造方法，其特征在于较好的激光熔覆所用的合金粉末的化学成分按质量百分数计为：Cr：15％，Ni：13％，W：1％，Mo：2％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的激光增韧镁合金还原罐的制造方法，其特征在于较好的激光熔覆所用的合金粉末的化学成分按质量百分数计为：Cr：16％，Ni：12％，W：2％，Mo：1％，余量为Fe。技术领域
本发明涉及一种增韧镁合金还原罐的制造方法，特别是涉及一种采用激光熔覆技术增韧镁合金还原罐的制造方法。
背景技术
镁合金的冶炼过程为将煅烧白云石和硅铁等磨成细粉，按一定比例混合压成团状，装入用耐热合金制成的还原罐内，在1150-1200℃的高温及10-20Pa的压强下进行还原得出镁蒸汽，冷凝后成为结晶镁，再融化制成镁锭。还原罐是炼镁过程中最重要的装备单元，由半球型封头、直筒罐体和冷却水套等三部分组成，其中还原罐尺寸：外径Φ330mm～370mm，壁厚33mm～35mm，长2900mm～3000mm。0炼镁还原罐的材质逐渐集中到ZG3Cr24Ni7NRE耐热钢和ZG40Cr28Ni16耐热钢两种典型钢种。其中高镍型ZG40Cr28Ni16服役100天左右，罐体看不出明显的变形和氧化剥落现象，但由于工况恶劣，在靠近冷却端一段出现密集裂纹，导致还原罐早、中期破坏。其要要因是由于温度为500-850℃，Cr含量大于18％时，有大量的有害相σ析出所致。因此，消除σ有害相，提高ZG40Cr28Ni16耐热钢还原罐的韧性，成为消除还原罐裂纹，提高其使用寿命的关键。针对还原罐的失效形式，通常采用合金化、调整成分、优化配料、控制冶炼、铸造工艺以及改善罐体结构等手段，不同程度的提高了材料的韧性，降低的裂纹的产生率，延长了还原罐的使用寿命。但由于材料本身性质的限制，耐热钢材质还原罐的使用寿命不可能有大幅度的提高。另外，通过喷涂、表面渗入、堆焊等工艺手段在基体金属表面形成金属涂层，成为提高材料韧性，延长还原罐使用寿命的又一措施。但这种涂层技术尚存在一些问题，主要表现为，喷涂后涂层与基体属于物理结合，结合强度低，容易出现涂层剥落现象；经过堆焊后，热影响区大，结合处组织不够致密。因此，选择适当复合涂层制造方法，使还原罐的工作性能满足复杂工况的使用需要，是所属领域当前亟待解决的课题。激光表面熔覆为非接触式加工(利用强激光束加热工件而无需接触工件)且输入热量可控(通过控制激光器的输出功率，光斑直径的大小和扫描速度来控制输入基体中的热量)。激光表面熔覆具有能量密度高，结合强度高，熔覆层组织的稀释率低、热影响区小等特点，因此，采用的规范激光修复方法可以增强工件的韧性，提高还原罐的使用寿命。目前，关于利用激光熔覆工艺增韧设备部件的专利和报道很多：例如，公开号为CN1202534的中国发明专利申请给出的《金属表面等离子喷涂后激光熔覆制备陶瓷涂层的方法》，该方法是先在金属表面用等离子喷涂方法制备陶瓷涂层，然后在激光照射的同时，将陶瓷粉末喷向涂层表面，对陶瓷涂层进行二次熔覆处理。公开号为CN101338425的中国发明专利申请给出的《铁路道岔滑床板表面耐磨抗蚀合金涂层激光熔覆工艺》，包括以下工艺过程：首先滑床板表面预处理，即在室温下对滑床板表面进行除油除锈，并用酒精清洗干净；然后是合金粉末的预置，即把待熔覆的铁基、镍基或钴基合金粉末预置于上述处理后的滑床板表面，并用带有导轨的刮尺来调整预制合金粉末，使之均匀分布在滑床板表面并具有适当的厚度，以满足熔覆后涂层厚度的要求；最后是光熔覆强化滑床板，选用气体CO₂激光器，工作台为数控机床，在滑床板表面进行激光熔覆强化。公开号为CN101338428的中国发明专利申请给出的《镐形截齿齿体头部激光熔覆耐磨涂层强化工艺》，包括以下工艺过程：首先是截齿齿体头部表面预处理；然后是合金粉末的选择和自动送粉装置的调整；最后是截齿头部激光熔覆耐磨合金涂层。现有技术给出的上述技术方案虽能利用激光熔覆工艺增韧部分设备部件，但对其他特定的设备部件，例如像镁还原罐这样的特定部件，现有的激光熔覆工艺参数已明显不能适应。经本申请人检索查证：采用激光熔覆工艺增韧镁合金还原罐，国内尚无先例，国外也没有见到相关报道。因此，寻找出适当的采用激光熔覆增韧镁合金还原罐的工艺参数，仍需所属领域的技术人员进一步作出创造性的研究工作。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，通过反复研究改进，给出一种新的采用激光熔覆技术消除σ有害相，提高还原罐韧性的制造方法。本发明采用现有的由同步送粉器、六轴五联动加工机床以及CO₂横流气体激光发生器组成的CO₂横流气体激光加工系统，其中六轴五联动加工机床为沈阳大陆设备制造有限公司制造，型号为DL-HL-T5000，为本行业的通用设备。本发明给出的技术方案是：这种激光增韧镁合金还原罐的制造方法，其特点是由下列工序组成：(1)对还原罐需进行激光熔覆部位，即靠近冷却端部位进行机械加工，机加厚度为5-6mm。(2)对所激光熔覆区进行表面探伤，包括着色探伤、X光探伤、超声波探伤、荧光探伤等无损探伤，不允许有裂纹，气孔等缺陷；(3)激光熔覆，激光熔覆过程中采用横流CO₂激光器，熔覆工艺参数是：功率：3000-5000W，光斑直径：φ1-3mm，扫描速度：10-40mm/s，熔覆厚度5～8mm，熔覆过程中对熔池采用惰性气体进行保护，激光熔覆所用的合金粉末的化学成分按质量百分数计为：Cr：14-16％，Ni：12-14％，W：1-2％，Mo：1-2％，余量为Fe；(4)对熔覆层表面进行打磨抛光处理，恢复原有尺寸；(5)无损探伤检测。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.为镁合金还原罐提供了全新的增韧方法，消除了材料表面中的σ有害相，使还原罐的使用寿命提高2倍。2.激光熔覆选用韧性好的熔覆层材料，改善了镁合金还原罐表面的特性。3.激光熔覆后，基材与熔覆层为冶金结合，结合强度高，避免了脱落现象的发生。4.激光熔覆后热影响区小，熔覆层与基材结合处组织致密。
具体实施方式
实施例1xa0xa0河北**厂激光熔覆Fe基合金增韧镁合金还原罐镁合金还原罐的基体材料为ZG40Cr28Ni16熔覆材料的化学成分按质量百分数计为：Cr：14％，Ni：14％，W：1.5％，Mo：1.5％，余量为Fe；工艺步骤如下：(1)对还原罐需进行激光熔覆部位，即靠近冷却端部位进行机械加工，机加厚度为5mm。(2)对所激光熔覆区进行表面探伤，包括着色探伤、X光探伤、超声波探伤、荧光探伤等无损探伤，不允许有裂纹，气孔等缺陷；(3)激光熔覆，激光熔覆过程中采用横流CO₂激光器，熔覆工艺参数是：功率：3000W，光斑直径：φ3mm，扫描速度：40mm/s，置粉厚度6mm，保证熔覆后的性能满足使用要求；(4)对熔覆层表面进行机复形，恢复原有尺寸；(5)无损探伤检测。实施例2xa0xa0为辽宁某厂激光熔覆Fe基合金增韧镁合金还原罐镁合金还原罐的基体材料为ZG40Cr28Ni16熔覆材料的化学成分按质量百分数计为：Cr：15％，Ni：13％，W：1％，Mo：2％，余量为Fe；工艺步骤如下：(1)对还原罐需进行激光熔覆部位，即靠近冷却端部位进行机械加工，机加厚度为6mm。(2)对所激光熔覆区进行表面探伤，包括着色探伤、X光探伤、超声波探伤、荧光探伤等无损探伤，不允许有裂纹，气孔等缺陷；(3)激光熔覆，激光熔覆过程中采用横流CO₂激光器，熔覆工艺参数是：功率：4000W，光斑直径：φ2mm，扫描速度：20mm/s，置粉厚度7mm，保证熔覆后的性能满足使用要求；(4)对熔覆层表面进行机复形，恢复原有尺寸；(5)无损探伤检测。实施例3xa0xa0为山西某厂激光熔覆Fe基合金增韧镁合金还原罐镁合金还原罐的基体材料为ZG40Cr28Ni16熔覆材料的化学成分按质量百分数计为：Cr：16％，Ni：12％，W：2％，Mo：1％，余量为Fe；工艺步骤如下：(1)对还原罐需进行激光熔覆部位，即靠近冷却端部位进行机械加工，机加厚度为7mm。(2)对所激光熔覆区进行表面探伤，包括着色探伤、X光探伤、超声波探伤、荧光探伤等无损探伤，不允许有裂纹，气孔等缺陷；(3)激光熔覆，激光熔覆过程中采用横流CO₂激光器，熔覆工艺参数是：功率：5000W，光斑直径：φ1mm，扫描速度：30mm/s，置粉厚度8mm，保证熔覆后的性能满足使用要求；(4)对熔覆层表面进行机复形，恢复原有尺寸；(5)无损探伤检测。