[發明專利]激光熔覆用高硬度鎳基合金粉末及其制備工藝

無效

• 申請號: 201410423309.1
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104178764A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 姜慧;張崇海
• 申請（專利權）人: 浙江瑞萊士機械有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F1/00;C22C19/05;B22F9/08
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 呂晉英

技術領域

本發明涉及一種金屬表面硬化處理技術領域，特別涉及一種激光熔覆用高硬度鎳基合金粉末及其制備工藝。?

背景技術

鎳基合金一般均用于耐腐蝕的環境，但由于鎳的生產成本較高，整體材質選擇鎳基合金，將使得閥門等產品價格偏高。為了保留鎳基合金高硬度（耐磨損）及耐腐蝕性，降低零部件的市場競爭力。采用激光熔覆的工藝將鎳基合金重熔在金屬表面，使得金屬表面得到硬化處理，從而具有了鎳基合金的耐磨性及耐腐蝕性。另外，為了延長鎳基合金部件的使用周期以達到降低設備使用成本的目的，一般采用激光熔覆技術對這些磨損的設備進行修復。?

激光熔覆技術是指以不同的添加方法在被熔覆的基體上輸送選擇的涂層材料，經激光輻照后，使之與基體表面熔化，經快速凝固形成低稀釋率的、與基體呈冶金結合的表面涂層的工藝過程。與傳統的表面硬化處理技術如電鍍、氧乙炔噴焊、超音速噴涂等相比，激光熔覆技術具有熔覆層組織晶粒細小、熔覆層的結合為冶金結合、熱影響區和變形區小等優點。特別是激光熔覆可以獲得高性能的合金熔覆層，具有耐磨性、硬度、耐腐蝕性能、抗氧化性能、熱障性能、抗氣蝕和沖蝕磨損等特點，因此該技術在工業上具有廣闊的應用前景。?

但鎳基合金熔覆層要保持較高硬度，所以熔覆時易出現開裂、氧化、出現氣孔、自熔性較差等問題。?

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種不易發生開裂、氧化、產生氣孔，自熔性好的激光熔覆用高硬度鎳基合金粉末及其制備工藝。?

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種激光熔覆用高硬度鎳基合金粉末，其特征在于：各成分重量百分比濃度為：C：0.5-1%；Cr：14-16%；B：3-3.5%；Mn：≤0.3%；Si：4-4.9%；Fe：2-5%；余量Ni。?

其中，合金粉末粒徑為100/250目。?

一種激光熔覆用高硬度鎳基合金粉末的制備方法，其特征在于：步驟如下：a、準備權1中的各成分的配料，并對該配料采用專用熔爐實施熔煉；?

b、將步驟a中進過熔煉的配料進行造渣及脫氧處理；

c、將經過步驟b處理的配料采用霧化制粉法將配料制造成粉末狀；

d、將步驟c中的粉末狀配料進行收集，并將其在無氧或低氧的環境下實施冷卻；

e、將步驟d中經過冷卻的粉末狀配料進行篩分，對于同種的金屬粉末，篩下物可作為回爐粉加以利用。

其中，步驟a中的熔煉在真空度為1-10Pa條件下進行，溫度為1800℃—2700℃。?

步驟c中采用霧化制粉法時以氮氣為霧化介質，在8-10大氣壓下霧化5—10分鐘。?

為了保證熔覆層的整體性能，如耐磨性、力學性能、物理性能以及化學性能等，且有效防止裂紋，同時考慮熔覆合金的成本，確定所選合金成分為C、Cr、B、Mn、Si、Fe、Ni?及少量稀土氧化物。其中，為了保證試驗的效果及耐腐蝕性，對鎳基合金粉末而言，其中?Cr、Ni、C的含量進行嚴格控制；為了提高熔覆層的硬度并增加耐磨性，和自熔性，在合金粉末中加入適量的B、Si、Mo和稀土氧化物。采用上述技術方案，使該激光熔覆用高硬度鎳基合金粉末不易發生開裂、氧化、產生氣孔，自熔性好。?

本發明的激光熔覆用高硬度鎳基合金粉末既耐腐蝕又有較高的硬度，處理后的激光熔覆層具有無裂紋、無氣孔、無雜質、組織致密、晶粒細化等優點，廣泛用于閥門密封面、轉子軸徑、螺桿壓縮機轉子等零部件的表面硬化處理及維修。而且可減少戰略性稀有元素的用量，顯著降低激光熔覆成本。?

具體實施方式

實施例1：?

????1、試驗材料：基材為ASTM?A182?F304；

2、激光熔覆材料：

成分為（按重量百分比）：C：0.74%；Cr：14%；B：3.09%；Mn：0.05%；Si：4.4%；Fe：2%；余量Ni。

3、對準備好的配料進行熔煉，熔煉在真空度為1Pa條件下進行，溫度為1800℃，每爐熔煉質量為50KG。將熔煉后的配料進行造渣及脫氧處理，然后采用霧化制粉法將配料制造成粉末狀，此過程中以氮氣為霧化介質，在8Pa大氣壓下霧化5分鐘，然后在無氧或低氧狀態下實施冷卻，最后篩分，得到高硬度鎳基合金粉末。?

4、激光熔覆工藝，采用激光熔覆機，功率為3km，速度為5mm/s，光斑直徑為5mm，搭接率為30%，激光熔覆層厚度1.0mm，同步送入加工的完成的高硬度鎳基合金粉末。?

5、熔覆層使用性能檢測。?