[其他]耐高溫沖擊磨損等離子噴焊鎳基合金加碳化物復(fù)合粉末涂層材料

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108069
• 申請(qǐng)日: 1986-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86108069A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金德辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 機(jī)械工業(yè)部武漢材料保護(hù)研究所
• 主分類號(hào): C23C4/04
• 分類號(hào): C23C4/04
• 代理公司: 武漢市專利事務(wù)所
• 代理人: 何英君

本發(fā)明屬耐高溫沖擊磨損等離子噴焊鎳基合金加碳化物復(fù)合粉末涂層材料。特別是耐高溫沖擊磨損表面強(qiáng)化涂層材料。

高溫耐磨鎳基碳化物粉末涂層材料，就其鎳基合金性能而言，可分為自熔性鎳基合金和非自熔性鎳基合金兩類。

自熔性鎳基合金粉末涂層材料通常含有硼、硅元素約3～10%（重量），此類合金具有良好的自熔性和較低的熔點(diǎn)。以自熔性合金粉末制備的噴焊涂層具有良好的耐磨性，特別是含WC的自熔性合金粉末系列，其涂層耐磨性能更為優(yōu)異。如美國(guó)專利NO4，004，042（1977年1月18日）、NO4，136，230（1979年1月23日）所述之涂層材料即屬此類。但這類合金粉末不足之處是由于硼、硅元素含量較高，涂層含有一定數(shù)量的脆性相，不能承受大的沖擊負(fù)荷;又由于硼、硅元素含量較高，大大降低了合金熔點(diǎn)，使用溫度局限在650℃以下。

慣用的非自熔性鎳基合金加碳化物粉末涂層材料，通常采用噴涂方法制備涂層，涂層與基體材料基本屬機(jī)械結(jié)合，強(qiáng)度低，不能承受較大的沖擊負(fù)荷，不耐高應(yīng)力磨損。涂層還含有一定的孔隙，因而抗高溫氧化能力差。

日本中島正樹(shù)等人，用非自熔性鈷基合金加碳化物涂層材料進(jìn)行了表面硬化堆焊層的研究，采用反極性等離子噴焊工藝，獲得了優(yōu)良性能的涂層（日本三棱重工技報(bào)VOI18，NO4，1981-7）。

本發(fā)明的目的是提供一種能承受強(qiáng)沖擊負(fù)荷，耐1100℃高溫，抗磨損，適于正極性等離子噴焊的鎳基合金加碳化物復(fù)合粉末涂層材料。

為此目的發(fā)明了一種耐高溫沖擊磨損等離子噴焊鎳基合金加碳化物復(fù)合粉末涂層材料，其特征在于由（a）、（b）兩種組分復(fù)合而成：

（a）第一組分為非自熔性鎳基合金粉末，其成分范圍：Cr2.3-23%，MO1.8-6.0%，AL2.0-9.0%，Ti0.08-4.0%，CO6.0-20%，F(xiàn)e≤5.0%，C≤0.08-0.30%，Si≤1.0%，余量為Ni。

（b）第二組分為含碳化物的團(tuán)聚型合金粉末，其形貌見(jiàn)圖1，其成分范圍：含如（a）所述的非自熔性鎳基合金粉末為5～60%（重量），碳化物為40～95%（重量），兩種粉末總和100%（重量）。

復(fù)合粉末涂層材料（a）、（b）兩種組分配比為：

第一組分（a）為40～85%（重量）

第二組分（b）為15～60%（重量）

（a）、（b）兩種組分總和為100%（重量）

第一組分（a）非自熔性鎳基合金粉末的最佳成分范圍是Cr2.3-16%，MO1.8-6.0，AL2.5-6.7%，Ti0.08-2.5%，CO6-13%，F(xiàn)e≤5%，C≤0.08-0.2%，Si≤1.0%，余量為Ni。

第二組分（b）含碳化物的團(tuán)聚型合金粉末的優(yōu)選成分范圍是非自熔性鎳基合金粉末為5～30%（重量），碳化物為70～95%（重量），兩種粉末總和為100%（重量）。

第一組分（a）和第二組分（b）的優(yōu)選配比：第一組分非自熔性鎳基合金粉末占50～80%（重量），第二組分含碳化物的團(tuán)聚型合金粉末占20～50%（重量），第一、二組分總100%（重量）。

本發(fā)明所述的碳化物主要是采用碳化鎢，亦可采用碳化鈦、碳化釩，選用何種碳化物及其含量，取決于涂層應(yīng)用的工況條件及經(jīng)濟(jì)性考慮。

本發(fā)明的耐高溫沖擊磨損等離子噴焊鎳基合金加碳化物復(fù)合粉末涂層材料，采用等離子噴焊工藝制備表面強(qiáng)化涂層，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、該涂層的母相組織為多元合金強(qiáng)化鎳基體的面心立方結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，韌性好，且由于含有較高的AL、Ti、Si、MO等元素，因而具有優(yōu)異的抗高溫氧化性能;二、該涂層組織結(jié)構(gòu)明顯地保留了等離子噴焊前復(fù)合粉末的碳化物結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖2，這些碳化物起著彌散強(qiáng)化和耐磨硬質(zhì)相的作用;三、該涂層組織結(jié)構(gòu)中存在有γ′（Ni₃AL）相，見(jiàn)圖3，此相大大加強(qiáng)了涂層的高溫強(qiáng)度;四、該涂層組織結(jié)構(gòu)中，分布著以碳化物顆粒與母相金屬形成的復(fù)雜碳化物，此復(fù)雜碳化物基本呈球狀，與碳化物在涂層中的作用相似。因此，以本發(fā)明復(fù)合粉末材料，采用等離子噴焊制備的涂層，具有優(yōu)異的耐高溫沖擊磨損性能，可制備和修復(fù)耐1100℃高溫，承受沖擊負(fù)荷，抗磨損的有關(guān)零部件，如軋制無(wú)縫鋼管用的熱軋工具-軋頂，熱模具等，能顯著地延長(zhǎng)高溫易磨損零部件的使用壽命。

附圖說(shuō)明：

圖1含碳化物的團(tuán)聚型合金粉末形貌的SEM照片。