專(zhuān)利名稱(chēng)：用于金屬表面熔覆強(qiáng)化工藝的耐高溫鐵基合金粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，尤其是一種用于金屬表面熔覆強(qiáng)化工藝的 耐高溫鐵基合金粉末。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外所用的金屬表面強(qiáng)化熔覆合金按形式主要有焊條焊劑型
和合金粉末型；按材料成分可分為鐵基合金、鎳基合金、鈷基合金、銅基 合金、復(fù)合材料等。鐵基合金粉末的主要特點(diǎn)是常溫耐磨性能好、抗沖擊、 原料來(lái)源豐富、成本低，但其存在的主要問(wèn)題是耐高溫性能和耐腐蝕性能 差等。
通過(guò)檢索，發(fā)現(xiàn)了兩篇相關(guān)專(zhuān)利。 一篇專(zhuān)利涉及一種激光熔敷專(zhuān)用鐵 基合金粉末(專(zhuān)利號(hào)為02154195.7)，其合金粉末的重量構(gòu)成是(％): C 0.15~0.25 ; Crl4 17 ; Ni2 5 ; Mol~2 ; 廳.25~0.5 ; Ta0.卜0.4 ; N0.2 0.4 ;Sil.l 1.4; B0.卜1.0;其余為Fe。另一篇專(zhuān)利涉及一種鐵基合 金粉末冶金制品的生產(chǎn)工藝，其合金粉末的重量構(gòu)成是(％): Fe95.35; Cul.5; C0.5; Mn0.4; Mo0.5; Crl.5; S0.15;機(jī)油O.l。上述兩篇專(zhuān)利的 耐高溫、耐腐蝕性能很一般。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種性能好、成本低 且適合于在較高溫度環(huán)境下工作的零件表面熔覆強(qiáng)化的耐高溫鐵基合金 粉末。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是
一種用于金屬表面熔覆強(qiáng)化工藝的耐高溫鐵基合金粉末，其構(gòu)成元素 及其重量百分比分別為
C 1 2;Si 1 2;Mo4.0 4.5;Cr 25~30; Nil5 20; Mn 0.5~1;余量為Fe。
而且，各元素的最佳重量配比為
C 1.7; Si 1.45; Mo4.2; Cr 27;Ni17; Mn0.7; Fe 47.95。
而且，本合金粉末采用霧化法制備，且其粉末顆粒硬度為490-540HV， 熔覆層硬度為38-42HRC。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，有力地驗(yàn)證了本發(fā)明在耐高溫方面的優(yōu)良性能，并且 制造成本較為低廉，是一種適合于在高溫環(huán)境下工作的零件表面熔覆強(qiáng) 化的鐵基合金粉末材料。


圖l為本發(fā)明的粉末形貌圖片；
圖2為本發(fā)明XRD分析圖譜；
圖3為本發(fā)明等離子熔覆層顯微硬度分布曲線(xiàn)；
圖4為本發(fā)明等離子熔覆層的微觀組織圖片； 圖5為本發(fā)明高溫處理后熔覆層硬度曲線(xiàn)；
圖6為本發(fā)明高溫氧化性能曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
一種用于金屬表面熔覆強(qiáng)化工藝的耐高溫鐵基合金粉末，其構(gòu)成元
素及其重量百分比分別為
C 1~2; Si 1 2; Mo4.0 4.5; Cr25 30; Ni 15~20; Mn0.5 l;余量 為Fe。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例為(重量百分比)
C1.7; Sil.45; Mo4.2; Cr27; Ni 17; Mn0.7; Fe 47.95。
本發(fā)明采用霧化法制備耐高溫鐵基合金粉末，其粉末顆粒硬度為 490-540HV。
下面通過(guò)各種性能試驗(yàn)結(jié)果來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明的先進(jìn)性。
圖2為合金粉末的XRD分析圖譜。分析可知，粉末中的物相主要由Y (Fe、 Cr、 Ni)固溶體基體和(Cr、 Fe)7C3組成。圖3顯示了該粉末的等離子熔覆層沿不同層深的顯微硬度曲線(xiàn)圖，該
熔覆層的厚度為2.6mm。
圖4為本發(fā)明等離子熔覆層的微觀組織，其熔覆層呈現(xiàn)明顯的樹(shù)枝晶 結(jié)構(gòu)，枝晶比較細(xì)小，微觀組織圖片中白色的是樹(shù)枝狀的基體，分布其間 的是共晶組織。而且，XRD分析結(jié)果表明，熔覆層的組織主要由Y (Fe、 Cr、 Ni)固溶體基體和(Cr、 Fe)7C3組成。
圖5為處理溫度與熔覆層硬度曲線(xiàn)圖。其試驗(yàn)方法是:取硬度為38HRC 的合金粉末熔覆試樣，將試樣放入箱式電阻爐中進(jìn)行加熱。溫度分別設(shè) 定為400°C、 450°C、 500。C、 550。C、 600。C、 650。C、 700。C、 750°C、 800°C、 850°C，保溫，取出試樣空冷至室溫，測(cè)定熔覆層硬度，并取其平均值。 從曲線(xiàn)可以分析出與未經(jīng)高溫處理的熔覆層相比，當(dāng)加熱溫度低于750 'C時(shí)，高溫處理后其硬度基本保持不變，但當(dāng)溫度大于75(TC后，硬度值 開(kāi)始下降。
圖6為高溫氧化性能曲線(xiàn)圖。其試驗(yàn)方法是將厚度2mm、直徑18mm 的該合金熔覆層試樣經(jīng)處理、稱(chēng)重后放入箱式電阻爐中，設(shè)定加熱溫度為 800°C，每加熱10h后取出空冷，稱(chēng)重，共加熱120小時(shí)，用增重量來(lái)表 征材料的高溫氧化程度。由圖6可看出，經(jīng)80(TC120小時(shí)的氧化試驗(yàn)， 材料沒(méi)有明顯的增重。
權(quán)利要求
1. 一種用于金屬表面熔覆強(qiáng)化工藝的耐高溫鐵基合金粉末，其特征在于其構(gòu)成元素及其重量百分比分別為C 1～2； Si 1～2； Mo 4.0～4.5； Cr 25～30；Ni 15～20； Mn 0.5～1； 余量為Fe。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬表面熔覆強(qiáng)化工藝的耐高溫鐵基合金粉末，其特征在于各組分的最佳重量配比為C1.7; Si1.45; Mo4.2; Cr 27; Ni17; Mn0.7; Fe 47.95。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于金屬表面熔覆強(qiáng)化工藝的耐高 溫鐵基合金粉末，其特征在于采用霧化法制備，且其粉末顆粒硬度 為490-540HV。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于金屬表面熔覆強(qiáng)化工藝的耐高溫鐵基合金粉末，其構(gòu)成元素及其重量百分比分別為C 1～2；Si 1～2；Mo 4.0～4.5；Cr25～30；Ni 15～20；Mn 0.5～1；余量為Fe。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，有力地驗(yàn)證了本發(fā)明在耐高溫方面的優(yōu)良性能，并且制造成本較為低廉，是一種適合于在高溫環(huán)境下工作的零件表面熔覆強(qiáng)化的鐵基合金粉末材料。
文檔編號(hào)C23C24/00GK101275227SQ20081005316
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者英 唐 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)