專利名稱：激光熔覆高硬無裂鐵基合金專用合金粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬合金材料技術(shù)領(lǐng)域，是對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，具體涉及一種激光 熔覆高硬無裂鐵基合金專用合金粉末。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)的表面涂層技術(shù)，如常規(guī)堆焊、火焰噴焊和電鍍等技術(shù)相比，激 光熔覆技術(shù)作為一種新型表面處理技術(shù)具有熔覆層晶粒細(xì)小、熔覆層與基 材結(jié)合牢固、熱影響區(qū)和熱變形量小等優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是目前激光熔覆所 使用的合金粉末大多為熱噴涂所用自熔合金粉末，而絕大多數(shù)自熔合金粉末 中硼和硅的含量較高，使激光熔覆過程中的一些夾雜如硼硅酸鹽無法順利從 快速凝固的熔池內(nèi)浮出,導(dǎo)致激光熔覆層開裂敏感性大，激光熔覆層硬度高 時(shí)開裂現(xiàn)象尤為明顯。激光熔覆技術(shù)的研究者已經(jīng)認(rèn)識到必須研制激光熔覆 專用的合金粉末體系，激光熔覆專用的合金粉末主要有鐵基合金粉末、鎳基 合金粉末和鈷基合金粉末，由于實(shí)際生產(chǎn)中的金屬零件主要是鐵基合金材 料，相比較于鎳基合金粉末和鈷基合金粉末而言，鐵基合金粉末不僅因成分與 零件基體成分接近，界面結(jié)合牢固，而且成本低，易于研究和推廣應(yīng)用。因此， 研制激光熔覆專用鐵基合金粉末具有很大的價(jià)值。近年來一些研究者獲得了 一些激光熔覆專用鐵基合金粉末，但這些粉末還存在一定局限性，比如,為使
激光熔覆層具有高的硬度和耐磨性,粉末中碳含量過高(重量％>0.65%)導(dǎo)致 激光熔覆層塑韌性較低，在激光熔覆大面積大厚度鐵基合金時(shí)熔覆層容易開 裂，又如為使激光熔覆層具有高的塑韌性，粉末中碳含量過低(重量 %〈0.25°/。)導(dǎo)致激光熔覆層硬度和耐磨性較低，使該種合金粉末的應(yīng)用受到
相當(dāng)局限;另外，熱噴涂所用自熔合金粉末和近幾年所研制的激光熔覆專用 鐵基合金粉末大多合金元素含量過高(重量％>20%)，這明顯增加了粉末的 成本,而且也很可能增加激光熔覆層的冷裂紋敏感性?？傊?，目前激光熔覆所 使用的熱噴涂合金粉末和近幾年研制的激光熔覆專用鐵基合金粉末都存在 相當(dāng)?shù)木窒扌浴?br> 本發(fā)明的目的是避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供的一種激光熔 覆高硬無裂鐵基合金專用合金粉末。
該合金粉末可以在無需預(yù)熱和緩冷的條件下，即可獲得高硬高耐磨且有 良好強(qiáng)韌性無裂紋的激光熔覆鐵基合金，這種激光熔覆鐵基合金同時(shí)還具有 較高的回火抗力和較低廉的價(jià)格。
本發(fā)明的目的可通過下列的措施來實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的配方，重量百分含量
碳(C): 硅(Si): 硼(B): 鎳(Ni): 鉻(Cr): 錳(Mn): 鉬(Mo): 釩(V): 鈮(Nb):
0.3——0.5 1.2—一2.0 0.4——1.0 1.5——2.5 1.0——1.5 1.0——1.5 1.5——2.5 0.15—一0.7 0.15——0.7
余量為鐵(Fe)，其重量之和為100%。
本發(fā)明的制備方法采用上述配方由各種合金粉末經(jīng)過充分的機(jī)械混合 而成。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明提出的以上成份的鐵基合金粉末，特別適用于在室溫及中溫工作 狀態(tài)下有較高表面硬度的鐵基合金工件的激光熔覆修復(fù)，比如軋輥和模具等 工件的激光熔覆修復(fù)。所得激光熔覆鐵基合金粉末工藝性能好，在無需預(yù)熱 和后續(xù)熱處理的條件下即可獲得大面積大厚度無裂紋的激光熔覆鐵基合金， 熔覆層強(qiáng)度、硬度和耐磨性高，塑韌性好，并且比現(xiàn)有大多數(shù)熱噴涂用自熔 合金粉末和現(xiàn)有大多數(shù)激光熔覆專用鐵基合金粉末成本明顯偏低。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的配方，重量百分含量
碳(C): 0.4
硅(Si) : 1.6
硼(B) : 0.7
鎳(Ni) : 2
鉻(Cr): 1.2 錳(Mn) : 1.2 鉬(Mo) : 2 釩(V) : 0.4 鈮(Nb) : 0.4
余量為鐵(Fe)，其重量之和為100%。
本發(fā)明的制備方法采用上述配方由各種合金粉末經(jīng)過充分的機(jī)械混合 而成。
本發(fā)明中的合金粉末采用中碳含量,使激光熔覆層既具有高的硬度和耐 磨性,又具有良好強(qiáng)韌性。相對絕大多數(shù)熱噴涂所用自熔合金粉末，本發(fā)明中 的粉末降低了硼和硅的含量以降低熔覆層開裂敏感性。另外，本發(fā)明中的合 金粉末添加了少量的韌性相元素鎳,使激光熔覆鐵基合金層在基本不降低硬 度的前提下保存有少量的殘余奧氏體，以達(dá)到提高激光熔覆鐵基合金塑軔性 和降低其開裂敏感性的目的。本發(fā)明中的合金粉末添加少量饑、鈮和鉬元素 以達(dá)到細(xì)化熔覆層晶粒、提高熔覆層強(qiáng)度和回火抗力的目的，同時(shí)本粉末采
用中量的合金元素含量(重量％^10%)以降低粉末成本。
產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)及有關(guān)測試數(shù)據(jù) 室溫下激光熔覆鐵基合金硬度58HRC-63HRC 室溫下激光熔覆鐵基合金拉伸試樣的抗拉強(qiáng)度ab^1300 MN/m2 室溫下激光熔覆鐵基合金拉伸試樣的斷面收縮率^"6% 。
權(quán)利要求
1、一種激光熔覆鐵基合金粉末，其特征在于:本發(fā)明的配方，重量百分含量:碳(C): 0.3——0.5硅(Si): 1.2——2.0硼(B): 0.4——1.0鎳(Ni): 1.5——2.5鉻(Cr): 1.0——1.5錳(Mn): 1.0——1.5鉬(Mo): 1.5——2.5釩(V): 0.15——0.7鈮(Nb): 0.15——0.7余量為鐵(Fe)，其重量之和為100％。
全文摘要
本發(fā)明屬合金材料技術(shù)領(lǐng)域，是對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，具體涉及一種激光熔覆高硬無裂鐵基合金專用合金粉末。本發(fā)明的配方，重量百分含量碳(C)0.3-0.5；硅(Si)1.2-2.0；硼(B)0.4-1.0；鎳(Ni)1.5-2.5；鉻(Cr)1.0-1.5；錳(Mn)1.0-1.5；鉬(Mo)1.5-2.5；釩(V)0.15-0.7；鈮(Nb)0.15-0.7余量為鐵(Fe)，其重量之和為100％。本發(fā)明具有在無需預(yù)熱和后續(xù)熱處理的條件下即可獲得大面積大厚度無裂紋的激光熔覆鐵基合金，熔覆層強(qiáng)度、硬度和耐磨性高，塑韌性好，并且比現(xiàn)有大多數(shù)熱噴涂用自熔合金粉末和現(xiàn)有大多數(shù)激光熔覆專用鐵基合金粉末成本明顯偏低。
文檔編號C23C24/10GK101381869SQ200810218548
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者張小萍, 勝 李, 謝春曉, 韓立發(fā) 申請人:東莞理工學(xué)院