[發明專利]一種含鈷的Inconel625-Co合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202210393148.0
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114799441B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 陳希章;石棒;姚旭凱;彭康
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02;B23K103/08
• 代理公司: 溫州聯贏知識產權代理事務所(普通合伙) 33361
• 代理人: 吳嬌

本發明公開了一種含鈷的I?ncone?l625?Co合金及其制備方法，屬于增材制造領域，本發明采用等離子電弧焊接機器人雙絲增材制造工藝，以304不銹鋼板為基板，在送I?ncone?l625焊絲的同時，用另一個相對獨立控制的送絲機送Co焊絲，制得含鈷的I?ncone?l625?Co合金，包括如下制備步驟：選取絲材；基板預處理；使用等離子電弧焊接機器人進行增材制造，通過成分調整，最終得到不同Co含量的Co?I?ncone?l625合金體系；本發明的I?ncone?l625?Co合金，不僅保留了I?ncone?l625合金良好的耐高溫性、抗氧化性、耐腐蝕性以及良好的焊接性以及可加工性等性能，還在一定程度上增加了I?ncone?l625合金中的奧氏體的比例，使得合金的硬度和屈服強度得到一定程度的提升，具有非常大的應用潛力。

技術領域

本發明涉及增材制造領域，具體涉及一種含鈷的Inconel625-Co合金及其制備方法。

背景技術

Inconel625合金是一種多元素的高溫合金，具有FCC結構，其中含有Cr、Mo等元素，還會表現出較好的抗氧化性和耐腐蝕性，在氯化物中還會表現出具有優異的耐點蝕性、縫隙和應力腐蝕以及晶間腐蝕等性能。而且該合金好具有良好的焊接性以及可加工性，在航空航天、深海遠洋、核能等領域都有廣泛的應用。目前研究者們對625合金的性能等方面也做了廣泛的研究，Liu等人研究了當凝固溫度達到1050攝氏度以上時，合金體系的晶粒隨溫度的升高而變大。劉爽等人研究了Inconel625合金體系在加熱過程中的組織變化，結果發現溫度達到1185攝氏度時組織中的偏析較少，組織也比較均勻。

Co元素在鋼中的應用比較多，Co元素在鋼中主要有以下作用：Co元素是奧氏體的形成元素，它的加入會降低過冷奧氏體的穩定性，從而影響鋼的穩定性。另一方面，Co元素會固溶于基體中，在一定程度上可以促進碳化物的沉淀，從而提升強度和硬度。此外，Co元素還會和Mo發生反應，從而降低Mo元素的固溶度，導致Mo元素以金屬化合物的形式析出，最終引起鋼的硬度的提升。

雖然很多的學者對Inconel625和Co元素做了大量的研究，但是目前很少有人研究Co含量對Inconel625組織性能的研究。因此，本發明以Inconel625為研究對象，選用等離子焊接機器人，通過旁路送絲的方式來研究不同的Co含量對Inconel625合金會產生怎樣的影響。

發明內容

有鑒于現有技術，本發明的目的在于提供一種通過添加鈷不僅保留了Inconel625合金良好的性能，且還提升了Inconel625合金在硬度和屈服強度等力學性能的Inconel625-Co合金。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種含鈷的Inconel625-Co合金的制備方法，其特征在于：包括如下制備步驟：

1)、準備原材料：直徑為1.2mm的Inconel625焊絲和直徑為0.8mm的Co焊絲，并用銼刀等打磨工具對焊絲尖端進行打磨；

2)、304不銹鋼板的預處理：將304不銹鋼板用磨砂機進行粗打磨，去除表面油污和氧化物，使用酒精擦拭基材表面，將其放入真空干燥箱中烘干，加熱溫度：120℃，保溫時間：0.5h；

3)、使用等離子電弧焊接機器人進行增材制造，送絲機導電嘴與水平呈30°-45°的夾角，絲材距離等離子電弧焊槍8-12mm，等離子焊接機器人的焊接電流為90A，焊槍移動速度為0.015m/min，保護氣體選擇純度為99.99％的氬氣，保護氣流量為20L/min；

4)、送絲機采用雙送絲的方式同時送Inconel625焊絲和Co焊絲，其中，Inconel625焊絲的送絲速度保持勻速1.5m/min，控制Co焊絲的送絲速度分別為：0.5m/min或0.7m/min，來達到控制Inconel625合金中Co含量，根據要求進行Inconel625-Co合金的制備。