[發(fā)明專利]鎳基激光熔覆粉末及其制備方法和用途

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• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111549341A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉延飛;吳志強;朱慶齊;馬廣營;王圣棻;郭洞雙;吳偉杰;張磊;趙寶宏;于福利;張飛;張士勛;李松;杜紅浩;楊春秋
• 申請（專利權(quán)）人: 精誠工科汽車系統(tǒng)有限公司;上海欣岡貿(mào)易有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/58;B23K35/30
• 代理公司: 石家莊旭昌知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 13126
• 代理人: 張會強

本發(fā)明提供了一種鎳基激光熔覆粉末，按質(zhì)量百分比包括如下的組分：C：≤0.6％；Si：0.4％?1.0％；Mn：1.0％?5.0％；Cr：0.1％?0.3％；Ni：13％?23％；Cu：0.01％?0.08％；余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明同時也提供了該鎳基激光熔覆粉末的制備方法和用途。本發(fā)明所述的鎳基激光熔覆粉末通過調(diào)整鎳元素在粉末中的含量比例，可提高其熔金的強度，且也能夠保持良好的塑性和韌性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車模具熔覆技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鎳基激光熔覆粉末，本發(fā)明同時也涉及有該鎳基激光熔覆粉末的制備方法及其用途。

背景技術(shù)

激光熔覆技術(shù)是利用激光技術(shù)在基材表面涂覆涂層，達(dá)到增材制造、表面改性或修復(fù)的目的，其即能夠滿足對材料表面特定性能的要求，又可節(jié)約成本，已在航空航天、醫(yī)療、藝術(shù)創(chuàng)作等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但在汽車模具修復(fù)領(lǐng)域卻一直未得到關(guān)注。

與傳統(tǒng)的電弧焊、氣保焊相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好，以及過程可控性高、對母材損傷小等特點。現(xiàn)在市面上熔覆粉末的開發(fā)主要控制指標(biāo)有四個方面：粉末球形度、含氧量、粒度分布均勻性和粉末流動性，現(xiàn)有粉末生產(chǎn)廠家多是通過更好的熔煉工藝、保護(hù)氛圍不斷提升粉末的上述四個性能指標(biāo)。不過，上述四個指標(biāo)僅適用于不依賴基體的3D打印，或是不計成本的航空航天行業(yè)，但顯然這兩點都不是汽車模具行業(yè)所能承受的。

目前，汽車模具用熔覆粉末主要用于合金球墨鑄鐵的熔覆，且尤其是針對球墨鑄鐵的熔覆粉末的開發(fā)，主要控制指標(biāo)有強度、硬度、抗裂性、可切削性、后處理適應(yīng)性等方面，其中熔覆粉的可切削性和后處理適應(yīng)性是汽車模具熔覆必須參考的兩個重要指標(biāo)。現(xiàn)有熔覆粉末較差的可切削性導(dǎo)致的加工成本成倍增加，以及由于后處理適宜性差導(dǎo)致模具后期無法使用PVD\鍍鉻等強化措施，并進(jìn)而造成模具使用壽命的降低，此兩方面均是現(xiàn)有熔覆粉末難以克服的不足。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種鎳基激光熔覆粉末，以能夠至少克服現(xiàn)有技術(shù)中的一點不足。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種鎳基激光熔覆粉末，按質(zhì)量百分比包括如下的組分：C：≤0.6％；Si：0.4％-1.0％；Mn：1.0％-5.0％；Cr：0.1％-0.3％；Ni：13％-23％；Cu：0.01％-0.08％；余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述鎳基激光熔覆粉末按質(zhì)量百分比包括如下的組分：C：0.59％；Si：0.6％；Mn：2.0％；Cr：0.15％；Ni：20％；Cu：0.05％；余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明的鎳基激光熔覆粉末通過調(diào)整鎳元素在粉末中的含量比例，可提高其熔金的強度，且也能夠保持良好的塑性和韌性，并在熔覆于球墨鑄鐵上時，其一方面熔金硬度接近鑄鐵基體硬度，可有效消除硬度差，另一方面抗裂性優(yōu)異，與基體溶接性優(yōu)異，同時其熔金的可切削性亦與球墨鑄鐵基材接近，而可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中加工成本過高的問題。

本發(fā)明同時也提出了以上所述的鎳基激光熔覆粉末的制備方法，且所述制備方法包括：

按各組分質(zhì)量百分比含量準(zhǔn)備各組分對應(yīng)的金屬塊；

將各組分金屬塊在熔爐中真空熔煉；

將熔煉后金屬液經(jīng)中間包過渡后注入到霧化區(qū)，采用氣霧法成型鎳基激光熔覆粉末。

進(jìn)一步的，所述熔爐的熔煉溫度在1600-1700℃。

進(jìn)一步的，所述氣霧法中，來自噴嘴的高速氣流的壓力為4-6MPa。

此外，本發(fā)明也提供有以上鎳基激光熔覆粉末的用途，且所述鎳基激光熔覆粉末用于合金鑄鐵基材的修復(fù)或焊接。