[發明專利]一種激光熔覆用鐵鈷基復合合金粉末及其激光熔覆方法

有效

• 申請號: 201610187631.8
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105603422B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 孫軍強;邵東強;單忠德;孫福臻;劉陽
• 申請（專利權）人: 山東泰利先進制造研究院有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/07;B22F1/00
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發明涉及一種激光熔覆用鐵鈷基復合合金粉末，包括23～30wt％Fe,2～3.5wt％ZrO₂,余量為鈷基基礎粉末，本發明的有益效果是：(1)本發明提供的激光熔覆用合金粉末中含有較高含量的C、Si、B等元素，可以有效提高熔覆層硬度，獲得的熔覆層硬度可達55HRC以上；(2)本發明的合金粉末中含有較高含量的Co、Cr元素，可以有效的提高熔覆層的耐腐性；(3)本發明激光熔覆用合金粉末元素配比及熔覆工藝得當，獲得的涂層成形良好、無裂紋且與基體形成良好的冶金結合。

技術領域

本發明涉及一種激光熔覆用合金粉末，尤其涉及一種復合合金粉末，屬于激光表面強化技術領域。

背景技術

激光熔覆是一種先進的表面改性技術，它是利用高能激光束使添加在表面的金屬基材料及基材的表面薄層熔化，形成具有特殊功能及低稀釋率并且與基材結合為冶金結合的涂層，從而在金屬工件表面獲得具有耐磨、耐腐蝕、抗氧化和耐高溫等優異性能的技術。激光熔覆可以在低成本的材料上制備高性能的涂層，所以它可以降低能耗，節約成本。激光熔覆形成的是冶金結合，與常規的表面涂覆強化工藝相比，激光熔覆具有以下顯著特點：

1.熔覆層具有組織致密、晶粒細化等典型快速凝固特征；

2.熱輸入和畸變較小，涂層稀釋率低；

3.能進行選區熔覆，材料消耗少，具有卓越的性能價格比；

4.激光束可以瞄準難以接近的區域進行熔覆；

5.工藝過程易于實現自動化。

近年來，隨著材料科學、計算機技術與數控技術的飛速發展，激光熔覆所具備的優勢及特點使得該技術在零件修復、梯度功能材料制備以及零件的三維打印直接成形等方面顯示出了巨大的應用潛力。

自熔性合金粉末和金屬陶瓷粉末組成的復合粉末，可借助激光熔覆技術制備出陶瓷顆粒增強金屬基復合涂層，復合涂層將金屬的強韌性、良好的工藝性和陶瓷材料優異的耐磨、耐腐蝕、耐高溫和抗氧化特性結合起來。熔覆復合粉末是目前激光熔覆技術領域的研究熱點。但現有的熔覆復合粉末制備出的復合涂層雖然兼具了金屬與陶瓷材料的優點，但硬度仍然不能滿足實際生產的需求，CaF具有高硬度、抑制裂紋、高熔點、熱力學穩定等特點、因而被廣泛用作復合材料的增強相。

發明內容

本發明針對現有激光熔覆用復合粉末存在的不足，提供一種激光熔覆用鐵鈷基復合合金粉末及其激光熔覆方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種激光熔覆用鐵鈷基復合合金粉末，其特征在于，其配比如下：23～30wt％Fe,2～3.5wt％ZrO₂,余量為鈷基基礎粉末，所述鈷基基礎粉末由如下組分組成：0.6～1.0wt％C、14～17wt％Cr、2.5～4.5wt％B、3～4.5wt％Mo、3～3.5wt％NbC、2～5wt％CaF₂、余量為Co。

進一步，所述粉末的粒度為-140～+325目。

本發明的有益效果是：

(1)本發明提供的激光熔覆用合金粉末中含有較高含量的C、Si、B等元素，同時含有NbC，可以有效提高熔覆層硬度，獲得的熔覆層硬度可達55HRC以上；

(2)本發明的合金粉末中含有較高含量的Co、Cr元素，可以有效的提高熔覆層的耐腐性；

(3)本發明激光熔覆用合金粉末元素配比及熔覆工藝得當，獲得的涂層成形良好、無裂紋且與基體形成良好的冶金結合。