[發(fā)明專利]一種用于激光熔覆的鎳基合金粉末及激光熔覆方法

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• 申請日: 2021-01-09
• 公開（公告）號: CN112877569A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬曉燕;焦陽;詹利華;宋衛(wèi)軍;謝沛;李玉良;高青;王彥飛
• 申請（專利權(quán)）人: 陜煤集團神南產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C23C24/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出一種用于激光熔覆的鎳基合金粉末及激光熔覆方法，所述激光熔覆鎳基合金粉末由C、Cr、B、Si、Fe、Mn、La和Ni組成，且各組份的質(zhì)量百分比含量為：C：0.6%～1.0%；Si：3%～4.5%；Cr：14%～17%；B：2.5%～4.5%；Fe：13.4%～15%；Mn：5%～7.448%；La：0.1%～0.5%其余為Ni。本發(fā)明進一步提出這種激光熔覆鎳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)化使得鎳基合金粉末在完全不犧牲、甚至提高其硬度、耐磨性的同時，提高了其韌性和強度，在不增加或微小地增加成本后獲得可觀的性能改善，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，具體屬于一種用于激光熔覆的鎳基合金粉末及激光熔覆方法。

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行合金強化處理的新興技術(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)。如果對整個油缸進行更換，費時費力而且成本較高。激光熔覆技術(shù)是目前煤礦設(shè)備常用的激光表面強化技術(shù)，利用激光熔覆強化技術(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，其成本并不低，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，提出一種能夠保證激光熔覆層耐腐蝕、耐磨性能和硬度，又同時提高熔覆層的機械強度和韌性的激光熔覆鎳基合金粉末，通過配方配比優(yōu)化使得這種合金粉末在完全不犧牲其硬度、耐磨、耐腐蝕性能的同時，提高其可焊性以及附著強度，使油缸在使用中熔覆層不會脫落從而延長其使用壽命，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

一種用于激光熔覆的鎳基合金粉末，所述鎳基合金粉末由C、Cr、B、Si、Fe、Mn、La和Ni組成，且各組份的質(zhì)量百分比含量為：

C：0.6%～1.0%；

Si：3%～4.5%；

Cr：14%～17%；

B：2.5%～4.5%；

Fe：13.4%～15%；

Mn：5%～7.448%；

La：0.1%～0.5%；

其余為Ni。

進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的鎳基合金粉末，其中各組份的質(zhì)量百分比含量為：

C：1.0%；

Si：3.742%；

Cr：14.227%；