[發(fā)明專(zhuān)利]激光熔覆原位自生陶瓷相增強(qiáng)Fe基合金熔覆層材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611026914.0
• 申請(qǐng)日: 2016-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107034457B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾曉利;張保森;闞艷;宋敏;孫濤;程宗輝;黃衛(wèi)華;陳海牛;張志強(qiáng);許宜軍;曹強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠(chǎng)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李明

本發(fā)明公開(kāi)了一種激光熔覆原位自生陶瓷相增強(qiáng)Fe基合金熔覆層材料及其制備方法，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％，Y₂O₃ 3?5wt％，ZrO₂ 3?5wt％，余量為Fe；制備方法包含：(1)基體材料的預(yù)處理；(2)熔覆層原料的準(zhǔn)備與混合；(3)激光熔覆和重熔；(4)熔覆層的后處理。利用激光熔覆技術(shù)制備的熔覆層與基體材料呈良好的冶金結(jié)合，耐磨和耐蝕性能好，并可多次修復(fù)再使用，Y₂O₃和ZrO₂陶瓷硬質(zhì)相具有熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)小、熱膨脹系數(shù)高、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，拓寬激光熔覆部件在航空航天、海洋化工等領(lǐng)域極端環(huán)境的應(yīng)用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及激光熔覆原位自生陶瓷相增強(qiáng)Fe基合金熔覆層材料及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)鋼鐵類(lèi)零件常因表面磨損失效造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，在易磨損零件表面制備高硬度、高耐磨性的熔覆層是延長(zhǎng)使用壽命、修復(fù)失效部件的重要途徑。激光熔覆技術(shù)具有熔覆層與基體結(jié)合強(qiáng)度高，熔覆過(guò)程中熱影響區(qū)及熱變形小，組織致密，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在航空、航天、模具、汽車(chē)工業(yè)、化工等領(lǐng)域。利用激光熔覆技術(shù)在鋼鐵類(lèi)零件表面激光熔覆高硬度、耐磨和耐蝕性能優(yōu)異的熔覆層，不僅能大幅度提高零件的使用壽命，還可以降低對(duì)能源的消耗，減少對(duì)環(huán)境的污染。

目前研究報(bào)道的激光熔覆材料包括Ni基、Co基、Fe基合金粉末及金屬-陶瓷復(fù)合粉末；其中，鐵基合金粉末因價(jià)格低廉，與鋼鐵基材的成分相近，潤(rùn)濕性好，結(jié)合強(qiáng)度高等特性，具有最廣闊的應(yīng)用前景；但是，鐵合金熔覆層的硬度、耐磨性能等有待進(jìn)一步提高，涂層中容易產(chǎn)生裂紋也是亟待解決的問(wèn)題；CN104878382A公開(kāi)了一種激光熔覆用合金粉末及激光熔覆該粉末的方法，激光熔覆用合金粉末中含有較高含量的C、Si、B等元素，使熔覆層具有耐高溫能力強(qiáng)、耐磨性強(qiáng)、硬度高、組織致密、晶粒細(xì)化、氣孔和裂紋少等優(yōu)點(diǎn)；CN104120424A公開(kāi)了鐵基激光熔覆粉末及熔覆層制備方法；CN103290406A公開(kāi)了激光熔覆原位合成陶瓷相增強(qiáng)Fe基熔覆層及其制備方法，原位合成陶瓷硬質(zhì)相主要有TiC、TiB₂和B₄C，顯微硬度值高達(dá)1000HV以上；申請(qǐng)人前期的授權(quán)專(zhuān)利CN103484810B公布了等離子熔覆原位自生TiB₂-TiC-TiN增強(qiáng)高熵合金涂層材料及制備方法，涂層平均維氏硬度高達(dá)1104Hv，具有長(zhǎng)效耐磨和防腐性能，但無(wú)法滿(mǎn)足航空航天零部件高性能和長(zhǎng)壽命服役的要求，對(duì)失效零部件修復(fù)和再使用也存在局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供激光熔覆原位自生陶瓷相增強(qiáng)Fe基合金熔覆層材料及其制備方法，利用激光熔覆技術(shù)制備的熔覆層與基體材料呈良好的冶金結(jié)合，耐磨和耐蝕性能好，并可多次修復(fù)再使用，滿(mǎn)足航空航天部件高性能長(zhǎng)壽命服役的要求。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

激光熔覆原位自生陶瓷相增強(qiáng)Fe基合金熔覆層材料，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％，Mn8-10wt％，Ti 8-10wt％，Si 8-10wt％，C 16-20wt％，B₄C 1-3％，BN 1-3wt％，Y₂O₃ 3-5wt％，ZrO₂ 3-5wt％，余量為Fe。