[發明專利]金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用合金粉末及其制法和應用

有效

• 申請號: 200810306612.8
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN101440489A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 劉其斌;孫桂祥;吳岸琪;寇繼磊
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所
• 代理人: 程新敏;劉 楠

技術領域：

本發明涉及一種金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用合金粉末及其制備方法和應用，屬于冶金技術領域。

背景技術：

金屬線材拉拔卷筒的質量直接影響拉絲拔的平穩運行，拉拔過程中的力直接通過卷筒傳給蝸輪副，卷筒旋轉的平穩性決定鋼絲的質量。卷筒在使用一段時間后，卷筒表面易磨損，卷筒強度降低，表面凹凸不平，引起鋼絲表面機械損傷，影響正常生產，因此需要修復或更換卷筒，以提高卷筒表面的硬度及耐磨性。就目前來說金屬線材拉拔卷筒表面加工技術主要為等離子噴涂，等離子噴涂的缺陷很明顯：涂層與基體仍為機械結合，強度遠不及冶金結合強度高，涂層容易脫落，等離子噴涂合金層與基體的界面較為清晰，同時合金層內部存在大量的氣孔，說明等離子噴涂合金層的致密度較差。而激光合金化層具有組織細小、無孔洞、合金化層厚度可控、合金化層與基材呈冶金結合、結合強度高等特點。由于合金化粉末材料的選擇和成分配比須根據要進行加工工件的材料和性能要求來確定，一般的合金化粉末是不適合的。目前還沒有針對改善金屬線材拉拔卷筒表面性能的合金粉末。通過檢索，也沒有發現專門用于金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用的合金粉末。因此，研發專用于金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化的合金粉末材料成為亟待解決的關鍵問題。

發明內容：

本發明的目的在于：提供一種金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用合金粉末及其制法和應用。本發明合金粉末均勻性好，用于金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化后形成的合金化層組織細小，無孔洞和裂紋，合金化層與基材呈冶金結合，結合強度高，且所形成的合金化層具有硬度高、耐磨性好、耐腐蝕等特點。

本發明是這樣構成的：金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用合金粉末，按照重量組分計算：它是由Mo?50～65份、C?0.1～0.3份、Cr?25～30份、碳化鎢WC?10～20份和Y₂O₃0.5～1份組成的。

優選的金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用合金粉末是由Mo?60kg、C?0.2kg、Cr?30kg、碳化鎢(WC)15kg和Y₂O₃0.8kg組成的。

本發明所述金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用合金粉末的制備方法為：按配方及比例稱取粒度為-140～280目的各種合金粉末，然后在研缽中研磨使之充分混合，即得產品。

研磨的時間最好為5～8小時。若研磨時間過長則生產成本增加、降低效益，而研磨時間過短則這些金屬粉末不能夠充分地混合均勻，達不到最佳的使用效果。

本發明所述金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用合金粉末的應用：將所述的合金粉末用于金屬線材拉拔卷筒的激光表面合金化。

具體地說，將所述的合金粉末用激光合金化預置涂層用粘接劑涂覆于需要進行合金化的金屬線材拉拔卷筒表面，在激光輸出功率P＝2～3.5KW，掃描速度V＝5～10mm/s，光斑尺寸D＝2～4mm的條件下，進行激光合金化。比較好的應用條件是：將所述的合金粉末用激光合金化預置涂層用粘接劑涂覆于需要進行合金化的金屬線材拉拔卷筒表面，在激光輸出功率P＝3.0KW，掃描速度V＝8mm/s，光斑尺寸D＝3mm的條件下，進行激光合金化。

以上所述的激光合金化預置涂層用粘接劑是由重量比例為2～5∶0.5～1∶0.5～1∶90～95的聚乙酸乙烯乙酯、膨潤土、Y₂O₃和無水乙醇混合溶解構成的溶液。該粘接劑的組成及其制備方法詳見本申請人已經向國家知識產權局提交的申請號為200810306296.4的專利申請。

本發明專用于金屬線材拉拔卷筒激光表面合金化用合金粉末是根據金屬線材拉拔卷筒的工作條件，為了改善它的表面性能而專門配制的。金屬線材拉拔卷筒工作條件要求表面具有較高的硬度，較好的耐磨性和耐蝕性。所以進行合金化的金屬粉末應顆粒細小、均勻，與基材中的碳、鐵元素形成Mo₂C、MoC、Fe₃W₃C等高硬度的合金碳化物，從而提高表面的硬度、耐磨性和耐蝕性，且制備的合金化層不會產生空洞、裂紋等缺陷。