[發明專利]激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611026914.0
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN107034457B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 曾曉利;張保森;闞艷;宋敏;孫濤;程宗輝;黃衛華;陳海牛;張志強;許宜軍;曹強
• 申請（專利權）人: 國營蕪湖機械廠
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李明

1.一種激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述熔覆層材料由包含以下組分和重量百分比含量的原料組成：Co 8-10wt％，Cr 8-10wt％，Ni 8-10wt％，Mn 8-10wt％，Ti 8-10wt％，Si 8-10wt％，C 16-20wt％，B₄C 1-3％，BN 1-3wt％，Y₂O₃3-5wt％，ZrO₂3-5wt％，余量為Fe；所述方法包含以下步驟：

(1)基體材料的預處理：基體材料為低碳鋼，預處理包括表面打磨、表面除油除銹，所述表面打磨采用車削或砂紙打磨，所述表面除油除銹采用酒精進行表面清洗和擦拭，然后烘干備用；

(2)熔覆層原料的準備與混合：按照原料重量百分比和組分稱取原料并充分混合均勻，用酒精均勻調成糊狀，然后將糊狀混合粉末均勻涂敷所述步驟(1)中基體材料的待熔表面得預涂層，自然風干；

(3)激光熔覆和重熔：開啟激光器，調節激光熔覆工藝參數，在保護氣保護下用激光束對所述步驟(2)中預涂層進行激光熔覆，激光束垂直掃描，預涂層在激光能量照射下原位反應生成陶瓷硬質相熔覆層；按照相同熔覆工藝參數對所述熔覆層進行激光重熔進一步細化得硬質晶體相熔覆層；

(4)熔覆層的后處理：使用千分尺對熔覆前后的尺寸檢測，通過著色探傷檢測，確保熔覆層無裂紋、氣孔或夾雜的缺陷。

2.根據權利要求1所述的激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中涂層厚度為0.5-4mm。

3.根據權利要求1所述的激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)中激光器為3-5kW二氧化碳氣體激光器。

4.根據權利要求1所述的激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)中保護氣為氬氣，保護氣壓為0.5-1.0Mpa。

5.根據權利要求1所述的激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)中工藝參數包括：激光功率為2-4kW，掃描速度為6-10mm/s，光斑直徑為4mm，激光器鏡面到基體表面的距離為100mm。

6.根據權利要求1所述的激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)中陶瓷硬質相包含TiC、TiB₂、B₄C、SiC、Y₂O₃、ZrO₂。

7.根據權利要求1所述的激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述的熔覆層與基體材料產生冶金結合，平均維氏硬度高達2000Hv。

8.根據權利要求1所述的激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述熔覆層材料由包含以下組分和重量百分比含量的原料組成：Co9wt％，Cr9wt％，Ni9wt％，Mn9wt％，Ti9wt％，Si9wt％，C18wt％，B₄C2％，BN2wt％，Y₂O₃4wt％，ZrO₂4wt％，余量為Fe。

9.根據權利要求1所述的激光熔覆原位自生陶瓷相增強Fe基合金熔覆層材料的制備方法，其特征在于，所述熔覆層材料原料純度不低于99.9wt％，平均粒度為10-200μm。