[發明專利]一種激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料及工藝方法

有效

• 申請號: 201810590935.8
• 申請日: 2018-06-09
• 公開（公告）號: CN108707894B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 張春華;張瀚方;張松;李響;趙超越;徐韻華
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/07;C22C32/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

1.一種使用激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料制備自潤滑耐磨鈷基合金熔覆層的方法，其特征在于：包括鈷基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料，鈷基合金粉料按重量百分比為C：0.2-0.25%，Cr：23.0-26.0%，Ni：2.0-2.5%，Si：0.50-1.0%，Mo：4-5.5%，Mn：0.55-0.65%，其余為Co；鈷基合金粉料按重量百分比為：85-95%，Ti₃SiC₂粉料：5.0-15.00%；

所述鈷基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料的純度不低于99.9％，且鈷基合金粉料和Ti₃SiC₂粉料的粒度在80目-270目之間；

制備方法步驟如下：

1) 將所述鈷基合金粉料經過真空熔煉、氣霧化和篩分工序，制得球形鈷基合金粉末；將球形鈷基合金粉末與所述Ti₃SiC₂粉末共同置于球磨機中，利用真空泵對球磨機進行抽真空處理，當真空度達到－0.05MPa以下后，充入惰性氣體，當球磨室內外壓力一致后停止注入惰性氣體并進行球磨，球磨持續時間為5-8小時，然后將混合均勻的粉料置于真空干燥箱中經80-120℃烘干8-10小時；

2) 將鐵基合金基材表面用60^#-500^#砂紙打磨、用丙酮清洗鐵基合金基材以去除油污和其他污染物，在真空干燥箱中經80-120℃烘干3-5小時；

3) 將步驟1）烘干后所得的鈷基合金混合粉料利用同軸送粉的方式采用波長為1060±10nm的CO₂激光加工系統輻照后在鐵基合金基材上進行多次激光輻照熔覆處理；所輸送的粉末流進料方向與激光束輻照方向相同且呈70度銳角夾角，激光器輸出功率為2.8-3.2kW，掃描速度為8-12mm/s，送粉速度為18-22g/min，光斑直徑為3.5-4.5mm，搭接率為45-55％，保護惰性氣體流量為800-900L/h，在鐵基合金基材表面獲得厚度為1.2-1.5mm以γ-Co為基體的耐磨鈷基合金熔覆層。

2.根據權利要求1所述的激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料制備自潤滑耐磨鈷基合金熔覆層的方法，其特征在于：所述鈷基合金粉料在步驟3）經過激光輻照之后，熔化的鈷基合金粉料在微熔的鐵基合金基材表面形成液態熔池，熔池溫度為1450-1550℃，熔池存在的時間為0.83-0.97秒，形成的鈷基合金熔覆層的稀釋率為8-15%。

3.根據權利要求1所述的激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料制備自潤滑耐磨鈷基合金熔覆層的方法，其特征在于：所述Ti₃SiC₂粉末為采用固液相反應法制得的粉末。

4.根據權利要求1所述的激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料制備自潤滑耐磨鈷基合金熔覆層的方法，其特征在于：所述步驟1）中烘干后所得的鈷基合金混合粉料，其流動性≤16s/45g。

5.根據權利要求1所述的激光熔覆自潤滑耐磨鈷基合金所用粉料制備自潤滑耐磨鈷基合金熔覆層的方法，其特征在于：所述步驟1）中烘干后所得的鈷基合金混合粉料的松裝密度≥4.25g /cm³。