[發(fā)明專利]一種激光熔覆鐵基合金粉末及其制備方法與用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010785825.4
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN112030068A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳群英;遲寶鎖;宮成;于海亭;宋衛(wèi)軍;焦陽;高衛(wèi)紅;曹海青;陳瑞;馬君;張飄飄
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西陜北礦業(yè)有限責(zé)任公司;陜煤集團(tuán)神南產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司;陜西天元智能再制造股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/54;C23C24/10;B22F1/00;B22F9/08
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本發(fā)明提出一種激光熔覆鐵基合金粉末及其制備方法與用途，所述激光熔覆鐵基合金粉末由C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、N、Cu、B和Fe組成，且各組份的質(zhì)量百分比含量為：C：0.1%～0.2%；Si：0.95%～1.07%；Mn：0.2045%～0.31%；Cr：14.61%～16.242%；Ni：2.51%～3.03%；Mo：0.3%～0.41%；V：0.075%～0.12%；Nb：0.2%～0.23%；N：0.045%～0.08%；Cu：0.04%～0.08%；B：0.4%～0.4998%；其余為Fe。本發(fā)明進(jìn)一步提出這種激光熔覆鐵基合金粉末的制備方法與用途。本發(fā)明通過配方配比優(yōu)化使得鐵基合金粉末在完全不犧牲、甚至提高其硬度、耐磨、耐腐蝕和焊接性能的同時，實現(xiàn)了其中Cr元素成分含量的縮減，進(jìn)而有效降低了成本，同時還提高了其硬度、耐磨、耐腐蝕和焊接性能，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種激光熔覆領(lǐng)域，具體屬于一種激光熔覆鐵基合金粉末及其制備方法與用途。

背景技術(shù)

激光熔覆技術(shù)又叫激光再制造技術(shù)、激光修復(fù)技術(shù)，一種新的表面改性技術(shù)。它通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成與其為冶金結(jié)合的添料熔覆層。激光熔覆技術(shù)是利用激光和納米材料對各類零件進(jìn)行合金強(qiáng)化處理的新興技術(shù)，處理后能夠顯著提高其表面的硬度和耐磨性，延長零件的使用壽命。

液壓油缸是煤礦井下液壓動力源的主要部件，受井下高溫、高濕、機(jī)械摩擦等外部因素長期影響，油缸表面會出現(xiàn)不同程度的磨損、腐蝕及其他理化現(xiàn)象，若不及時修復(fù)處理，會造成油缸漏油、動力不足等問題，影響工作面高效生產(chǎn)。如果對整個油缸進(jìn)行更換，費(fèi)時費(fèi)力而且成本較高。激光熔覆技術(shù)是目前煤礦設(shè)備常用的激光表面強(qiáng)化技術(shù)，利用激光熔覆強(qiáng)化技術(shù)修復(fù)液油缸破損面，不僅省時省力，而且可以有效控制受損面，進(jìn)一步延長油缸使用壽命。

激光熔覆材料的狀態(tài)一般有粉末狀、絲狀等，應(yīng)用最廣泛的是粉末狀材料，主要分為金屬粉末、陶瓷粉末以及兩者復(fù)配的復(fù)合粉末，而金屬粉末由于對碳鋼、不銹鋼、鑄鋼等多種基材具有良好的適應(yīng)性因此研究最多。以金屬粉末中的自熔性合金粉末為例，最具代表性的為鎳基、鈷基、鐵基粉末：鐵基合金粉末雖然價格較低，但是其各項性能都不如鎳基和鈷基粉末；鈷基合金粉末耐高溫、耐磨和耐腐蝕性能最好，但是價格較高；鎳基粉末耐熱性、耐腐蝕性能較好但是耐高溫性能較差，價格較為適中。

目前，液壓支架油缸表面采用激光熔覆技術(shù)，常用鐵基合金粉末，粉末成分包括C、Si、Cr、Ni、Mo、V和Fe，具體組成為C：0.1~0.155%、Si：1.0~1.53%、Cr：17.5~19.4%、Ni：2.45~3.48%、Mo：0.31~0.5%、V：0.01~0.05%，余量為鐵。鐵基粉末中含Cr量決定了成本，現(xiàn)有常用鐵基粉末的含Cr量較高，成本較高，且現(xiàn)有鐵基合金粉末的硬度、耐磨、耐腐蝕和焊接性能一般。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有激光熔覆技術(shù)不足，提出一種能夠提高激光熔覆層耐腐蝕、耐磨性能和硬度的激光熔覆鐵基合金粉末，通過配方配比優(yōu)化使得這種合金粉末在完全不犧牲、甚至提高其硬度、耐磨、耐腐蝕和焊接性能的同時，實現(xiàn)了其中Cr元素成分含量的縮減，進(jìn)而有效降低了成本，同時還提高了其硬度、耐磨、耐腐蝕和焊接性能，本發(fā)明進(jìn)一步提出這種激光熔覆鐵基合金粉末的制備方法與用途，使其能夠被廣闊的推廣應(yīng)用。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

一種激光熔覆鐵基合金粉末，所述激光熔覆鐵基合金粉末由C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、N、Cu、B和Fe組成，且各組份的質(zhì)量百分比含量為：

C：0.1%～0.2%；

Si：0.95%～1.07%；

Mn：0.2045%～0.31%；

Cr：14.61%～16.242%；