[發明專利]用于等離子堆焊的鎳鉻鉬鎢合金粉末

無效

• 申請號: 201210338956.3
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102828138A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 胡春蓮;張富邦;侯尚林
• 申請（專利權）人: 蘭州理工合金粉末有限責任公司
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C22C19/05;B23K10/02
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及用于等離子堆焊的合金粉末材料,具體是一種具有高硬度、高耐磨性的鎳鉻合金粉末材料。

背景技術

等離子堆焊工藝中由于等離子弧熱量集中，溫度極高，弧心溫度可達15000-33000°C，因此合金在熔覆過程中燒損較大，并且由于基體對熔覆層有一定的沖淡，使得等離子堆焊涂層的硬度很難達到其他工藝得到的涂層高硬度，但由于等離子堆焊具有與基體結合強度高、成形規則、加工余量小、成品率高等優點，在工業領域中依然廣泛應用。

Ni-Cr-B-Si合金以其良好的耐磨、耐腐蝕性和抗氧化性能在表面工程技術中得到廣泛應用，但其耐高溫性能較鈷基合金差，在700°C以上高溫硬度驟降，甚至不能正常使用。在高溫高壓密封面、油田的緊固連接件、煤礦耐磨件等零部件上希望用等離子堆焊工藝得到耐高溫磨損和腐蝕的涂層，以延長工件的使用壽命，然而對于某些苛刻的磨損腐蝕環境，Ni-Cr-B-Si合金粉末無法滿足要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于等離子堆焊的鎳鉻鉬鎢合金粉末。

本發明是用于等離子堆焊的鎳鉻鉬鎢合金粉末，按重量百分比計，其各組分為：C：1.3~1.6％，B：3.2~3.8％，Si：3.8~4.5％，Cr：22~28％，Fe：3.0~5.0％，Mo：3.0~5.0％，W：1.0~3.0％，余量為Ni。

本發明在保持粉末良好自熔性的前提下，使粉末的高溫耐磨、耐蝕性能大幅提高，通過等離子堆焊工藝在零件表面形成高合金涂層，使零件的使用壽命大幅提高，提高了生產效率，并為工礦企業節約生產成本。

具體實施方式

本發明是用于等離子堆焊的鎳鉻鉬鎢合金粉末，在Ni60A的基礎上加入了適量的Mo、W，并提高了Cr元素含量，按重量百分比計，其組分為：C：1.3~1.6％，B：3.2~3.8％，Si：3.8~4.5％，Cr：22~28％，Fe：3.0~5.0％，Mo：3.0~5.0％，W：1.0~3.0％，余量為Ni。

按上述組分，用中頻感應爐對凈化、預熱后的原材料進行熔化，并通過快凝低真空氣霧化系統將均勻合金化的熔液霧化破碎粉末顆粒，選取75～150μm的粉末作為產品，適于等離子堆焊。

本發明中C的含量在1.3~1.6%之間，Cr也提高到22-28％，Cr可以固溶與Ni基體中起到固溶強化的作用，并與C、B等生成Cr₂₃C₆，Cr₇C₃，CrB等硬質相均勻分布在基體中起到彌散強化的作用，因此賦予了本合金高的耐磨性；同時Cr含量足夠高時，在氧化性介質中易生成一層鈍化膜，因此提高了合金的在氧化性介質中的耐腐蝕的能力，以及抗高溫氧化、硫化的能力。

Mo有較強的細化晶粒，增加了韌性，提高了塑性，降低了裂紋的敏感性。Mo與W元素一樣，能提高材料的高溫紅硬性和耐磨性，但過量對自熔性等有影響。Mo提高合金在還原性介質中的耐蝕性，提高耐局部腐蝕和耐氯化物晶間腐蝕（SCC）的性能，可固溶強化。另外，Mo與B元素能優先生成MoB，起到隔斷網狀組織的作用，而且由于Mo的加入，減少了Ni₃B的形成條件，增加了韌性，提高了塑性，降低了裂紋的敏感性。

由于W是難熔金屬，原子半徑大，固溶在Ni基體中使晶格發生大的畸變，因而能顯著強化合金基體，提高基體的高溫強度和紅硬性。W還可以與C形成碳化鎢硬質相，提高合金的耐磨性能。

一般在工礦條件下，溫度超過650°時CNi60A合金基本不在推薦使用，而改用鈷基合金，但鈷基合金生產成本高，價格昂貴。本發明粉末的高溫耐磨耐蝕性大幅提高，在800°C時硬度仍為常溫硬度的60%以上，可正常工作，但價格與Ni60A基本保持一致，為企業節約資源，降低生產成本。

本發明的粉末自熔性好，B、Si與基體材料Ni、Cr反應生成低熔點的化合物，降低了合金的熔化溫度，同時B、Si之間易發生反應生成成硼硅酸鹽，具有脫氧造渣功能，賦予了合金良好的自熔性，適用于等離子堆焊工藝，產品率高。廣泛適用耐氧化性介質腐蝕、耐熱沖擊、高溫耐磨等零部件的表面硬化處理。