專利名稱：一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料科學，提供一種硬度中等、抗氧化、耐腐蝕、耐磨削性優(yōu) 良、具有優(yōu)越熔覆性能、便于熔覆后機加工的激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末。
背景技術(shù)：
激光熔覆作為一種先進的再制造技術(shù)，隨著激光器功率和穩(wěn)定性的不斷提 高，得到了迅速推廣和廣泛應用。激光熔覆是在金屬表面獲得與基體牢固冶金 結(jié)合，且無氣孔、裂紋等缺陷的高性能表面覆層的先進再制造技術(shù)，它可以將 高熔點的合金材料熔覆在低熔點的基材表面，也可以在低成本基材上制備出高 性能的表面涂層，以取代大量高級、高性能的整體材料，節(jié)約貴重金屬，降低 零部件成本。激光熔覆解決了許多常規(guī)方法很難加工或無法加工的問題，為產(chǎn) 品再制造提供了一種技術(shù)獨特、先進有效的方法。
目前，國內(nèi)外市場上激光熔覆專用的合金粉末并不多見，尤其是具有中等 硬度、易于加工、抗氧化、耐腐蝕、耐磨削等綜合性能優(yōu)越穩(wěn)定的，適合激光 熔覆專用的鈷基合金粉末更是寥寥無幾?；旧鲜遣捎脟姾富驀娡坑煤辖鸱勰?， 或是在這些粉末的基礎(chǔ)上，按不同比例加以調(diào)配，并以機械混粉的形式配制所 需的各種鈷基合金粉末。
這些混合粉存在諸如混合不均勻、顆粒度差異大、熔點不同、成份偏差、 膨脹系數(shù)不同等問題，導致在實際熔覆中無法控制裂紋、氣孔、偏析、性能不 穩(wěn)、不易機加等缺陷。市場期盼一種價格適中、性能優(yōu)良穩(wěn)定、硬度中等、機 加方便的鈷基合金粉末，專用于激光熔覆，解決電鍍鋅機組關(guān)鍵設(shè)備導電輥實 際修復中優(yōu)選覆層材料問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硬度中等、抗氧化、耐腐蝕、耐磨削性能穩(wěn)定、 具有導電特性的激光熔覆用鈷基合金粉末，專用于采用激光熔覆方法，修復導 電輥部件這種再制造技術(shù)的操作。
本發(fā)明激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末材料，其特征在于所述材料激光 熔覆用鈷基合金粉末是在鈷鉻鎢合金基礎(chǔ)上，添加Ni、 Mo、 Fe、 Si、 Mn、 B、 V、 C等元素進行合金基體的進一步強化。本發(fā)明激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末材料，所述鈷基合金粉末材料是在
上述合金成份基礎(chǔ)上，至少添加稀土微量元素Y203 、 La203 、 Ce、 Hf中的至 少兩種進行基體晶粒細化和晶界強化的。
通過添加合金基體強化元素、晶粒細化晶界強化元素，并調(diào)整各元素的百 分比含量，使合金獲得優(yōu)越的綜合性能。從而實現(xiàn)了合金在增加了耐磨、耐蝕 性能，具有較高強度、和適當導電性能的同時，形成自熔性合金且降低了合金 熔點。從根本上解決并提高了合金粉末在激光熔覆層中的抗裂性、成型性、工 藝穩(wěn)定性和成份均勻性，滿足了修復部件對熔覆層耐溫、耐蝕、耐磨、耐疲勞、 導電、較高強度和中等硬度等的綜合性能要求。
本發(fā)明的一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，所述材料的化學成份中主 要含有Co、 Cr、 W、 Mo、 Ni、 Fe、 Si、 Mn、 V、 B、 C元素，合金成份中還 含有適量的稀土元素Y203、 La203、 Ce和Hf中的至少兩種。
本發(fā)明的一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，所述材料的化學成份(重
量百分比)為Cr: 24~30%; W: 6~10%; Mo: 3~6%; Ni: 6 12%; Fe: 2~10%; Mn: 0.5~2%; Si: 0.2~2%; V: 0.1 0.6%; B: 0.3 1.5%; C: 0.5 2.5%;
Y203: 0~0.5%; Hf: 0~0.5%; La203: 0~0.5%; Ce: 0~0.5%;余量為Co。 制備激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末的方法包括以下過程 將金屬Co、 Cr、 W、 Mo、 Ni 、 Fe、 Si、 Mn、 V、 B、 C及稀土元素Y203 、 La203、 Ce、 Hf按上述重量百分比提取后放入中頻感應爐內(nèi)，在氬氣氣氛下加熱 到1450_1550°C，使粉末完全融化并混合均勻，將熔融的金屬液流注入水霧化 設(shè)備的漏包坩堝，在漏包坩堝的下方置有水霧化噴嘴，當熔融的金屬液流通過 導流嘴流經(jīng)噴嘴時，被噴嘴射出的高速水流擊碎成小液滴、隨后合金液滴落在 水中凝固成粉末。
本發(fā)明激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末材料，主要應用于冶金行業(yè)電鍍鋅 機組關(guān)鍵設(shè)備導電輥零件的激光修復。
本發(fā)明的優(yōu)點在于所述材料激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末是在鈷鉻鎢 合金基礎(chǔ)上，添加合金基體強化元素、晶粒細化和晶界強化元素，并調(diào)整各元 素的百分比含量。通過多種強化手段，強化合金基體，又改進了晶界質(zhì)量，使 合金獲得良好的綜合性能。從而實現(xiàn)了合金在具有中等硬度和較高強度的同時， 形成自熔性合金且降低了合金熔點，增加了抗氧化、耐磨、耐蝕性能，還具有 一定的導電性能。從根本上解決并提高了合金粉末在激光熔覆層中的抗裂性、
成型性、工藝穩(wěn)定性和成份均勻性，滿足了修復部件對烙覆層應具有抗氧化、 耐蝕、耐磨、耐疲勞和中等硬度與較高強度、 一定導電性等綜合性能要求。該 粉末材料適用電鍍鋅機組關(guān)鍵設(shè)備導電輥零件激光熔覆，解決了導電輥腐蝕磨 損后的修復難題，為冶金行業(yè)成功修復失效后的導電輥零件提供了一種行之有 效的便捷方法。.
具體實施例方式
實施例一
一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，其化學成份中包含有Co、 Cr、 W、 Mo、 Ni、 Fe、 Si、 Mn、 V、 B、 C元素，合金成份中含有適量的稀土元素Y203、 Ce和La203，其化學成份按重量百分比為Cr: 25%; W: 7%; Mo: 4%;
Ni: 7%;Fe: 5%;Mn: 1%;Si: 0.5%;V: 0.20/o;B: 0.8%;C: 1.2%;
Y203: 0.5%; La203: 0.5°/。； Ce: 0.5%;余量為Co。
其制備方法，包括以下過程
1、 將金屬Co、 Cr、 W、 Mo、 Ni 、 Fe、 Si、 Mn、 V、 B、 C及稀土元素Y203 、 La203、 Ce按上述重量百分比配制50kg，準備好制作金屬粉末的原材料。
2、 啟動中頻，按熔煉工藝的要求，放入金屬開始熔煉， 一般容易氧化的金 屬在熔化的后期放入。熔化溫度大約在1400-1450°C。
3、 當本爐的金屬全部在爐內(nèi)熔化后，進行造渣，去除金屬液中的雜質(zhì)。
4、 然后進入精煉期進行精煉，澆注前加入脫氧劑進行脫氧。
5、 澆注鋼錠，脫模冷卻后，分析化學成份。合格后轉(zhuǎn)入下道工序。
6、 將合金料重新裝入制粉設(shè)備的熔煉爐中，經(jīng)過熔煉—除渣—脫氧—精煉 后，開始進行金屬粉末的霧化，正常的霧化時間在五 二十分鐘左右。
7、 將來自氣瓶的高壓氣體作為氣刀，對熔化后經(jīng)漏嘴約束后成一細流的熔 融金屬液流進行切割，霧化成極微小的金屬液滴，最后凝固成合金粉末。
8、 凝固后的金屬粉末，在高溫時還是相當容易氧化的，所以須在無氧或低 氧的環(huán)境下讓其冷卻到室溫，才能減少粉末的含氧量。
9、 干燥后的金屬粉末，先取樣進行化學成份的化驗，如果合格，再按用戶 的要求進行篩分，包裝入庫。
實施例二
一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，其化學成份中包含有Co、 Cr、 W、 Mo、 Ni、 Fe、 Si、 Mn、 V、 B、 C元素，合金成份中含有適量的稀土元素Y203、
Ce、和Hf，其化學成份按重量百分比為Cr: 27%;W: 8%;Mo: 5%;
Ni: 9%; Fe: 7%; Mn: 1.2%; Si: 1%; V: 0.4%; B: 1.2%; C: 2%; Y203: 0.5%; Ce: 0.5%; Hf: 0.5°/。，余量為Co。
其制備方法與實施例一相同。 實施例三
一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，其化學成份中包含有Co、 Cr、 W、 Mo、 Ni、 Fe、 Si、 Mn、 V、 B、 C元素，合金成份中含有適量的稀土元素Ce、
Hf禾卩La203，其化學成份按重量百分比為Cr: 29%; W: 9%; Mo: 5%; Ni: 11%;Fe: 9%;Mn: 1.5%;Si: 1.5%;V: 0.5%;B: 1.5%;C: 2.4%;
Ce: 0.5%; La203: 0.5%; Hf: 0.5%，余量為Co。
其制備方法與實施例一相同。
權(quán)利要求
1、一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，其特征在于所述材料的化學成份的重量百分比為Cr24～30％；W6～10％；Mo3～6％；Ni6～12％；Fe2～10％；Mn0.5～2％；Si0.2～2％；V0.1～0.6％；B0.3～1.5％；C0.5～2.5％；Y2O30～0.5％；Hf0～0.5％；La2O30～0.5％；Ce0～0.5％；余量為Co。
2、 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，其特征在于化學成份按重量百分比為Cr: 25%; W: 7%; Mo: 4%; Ni: 7%; Fe: 5%;Mn: 1%;Si: 0.5%;V: 0.2%;B: 0.8%;C: 1.2%;Y203: 0.5%;La203: 0.5%; Ce: 0.5%;余量為Co。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，其特征在于化學成份按重量百分比為Cr: 27%; W: 8%; Mo: 5%; Ni: 9%; Fe: 7%; Mn: 1.2%; Si: 1%; V: 0.4%; B: 1.2%; C: 2%; Y203: 0.5%; Ce: 0.5%; Hf: 0.5%，余量為Co。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，其特征在于化學成份按重量百分比為Cr: 29%; W: 9%; Mo: 5%; Nh 11%; Fe: 9%;Mn: 1.5%; Si: 1.5%;V: 0.5%;B: 1.5%;C: 2.4%;Ce: 0.5%;La203: 0.5%; Hf: 0.5%，余量為Co。
全文摘要
一種激光熔覆導電輥用鈷基合金粉末，所述材料的化學成分的重量百分比為Cr24～30％；W6～10％；Mo3～6％；Ni6～12％；Fe2～10％；Mn0.5～2％；Si0.2～2％；V0.1～0.6％；B0.3～1.5％；C0.5～2.5％；Y₂O₃0～0.5％；Hf0～0.5％；La₂O₃0～0.5％；Ce0～0.5％；余量為Co。本發(fā)明的優(yōu)點在于通過多種強化手段，強化合金基體，又改進了晶界質(zhì)量，使合金獲得良好的綜合性能。從而實現(xiàn)了合金在具有中等硬度和較高強度的同時，形成自熔性合金且降低了合金熔點，增加了抗氧化、耐磨、耐蝕性能，還具有一定的導電性能。
文檔編號C23C24/00GK101187022SQ20071015880
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者江 陳, 陳常義 申請人:沈陽大陸激光技術(shù)有限公司