一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末，按其重量百分比計，含有8-12%碳化硅，2-5%銻，3-5%氧化鋁，3-5%鉻，5-8％硼，1-2%銥，余量為鎳。該鎳基合金粉末專用于連續(xù)波光纖激光器的熔覆過程，可在基材的工模具表面形成一層組織致密，無氣孔、裂紋、縮孔等缺陷，具有高硬度、高韌性、高耐腐蝕性的金屬熔覆層。并且工藝簡單、環(huán)保，無需預(yù)先熱處理和事后熱處理。
【專利說明】一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種合金粉末，尤其是一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末。
【背景技術(shù)】
[0002]激光熔覆的原理就是利用高能激光束照射金屬材料，使得其表面形成激光熔池，同時填注新的添加材料，待激光掃過之后一并冷卻，由此在金屬表面形成一層新的熔覆層。
[0003]然而，目前國內(nèi)市場上幾乎沒有連續(xù)波光纖激光熔覆專用的金屬粉末，通常所使用的合金粉末大多為專用于熱噴涂的自熔合金粉末。如果將原本適用于熱噴涂的自熔合金粉末直接用于光纖激光熔覆，由于能量源發(fā)生了巨大變化，合金粉末被熱輻射、熱傳導(dǎo)的物理過程隨著發(fā)生極大的改變，往往因為傳熱與熔融不均勻，造成裂紋、縮松、縮孔、氣孔等一系列不良后果。因此，很多原本適用于熱噴涂的自熔合金粉末不能直接用于光激光熔覆。因此，有必要研制出一種專門用于連續(xù)波光纖激光熔覆的金屬合金粉末。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末，該鎳基合金粉末專用于連續(xù)波光纖激光器的熔覆過程，可在基材表面形成一層組織致密，無氣孔、裂紋、縮孔等缺陷，具有高硬度、高韌性、高耐腐蝕性的金屬熔覆層。并且工藝簡單、環(huán)保，無需預(yù)先熱處理和事后熱處理。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末，按其重量百分比計，含有8-12%碳化硅，2-5%銻，3-5%氧化鋁，3-5%鉻，5-8 %硼，1-2%銥，余量為鎳。
`[0006]專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末的優(yōu)選配比為，包含12%碳化硅，5%銻，3%氧化鋁，5%鉻，6%硼，2%銥，余量為鎳。
[0007]本發(fā)明所述的金屬合金粉末中的各種成分的作用:
[0008]鎳(Ni):作為合金粉末的骨料，在熔覆時徹底熔融，與熔融狀態(tài)的金屬基材一同形成激光熔池，以供其他元素或化合物在熔池中均勻分布后凝固成熔覆層；鎳具有較強的耐腐蝕性，粉末中添加鎳可以提高其抗拉強度，并且由于鎳具有非常小的熱膨脹系數(shù)，所以可以降低熱裂紋的產(chǎn)生。
[0009]碳化硅(SiC):作為添加材料，碳化硅具有較高的硬度和耐磨性，可以提高熔覆層金屬的硬度和耐磨性。
[0010]銻(Sb):熔點低，可用于降低合金粉末的熔點，從而可以減少能量輸出。
[0011]氧化鋁(Al2O3):提高材料對激光的吸收率；線膨脹系數(shù)較低，可降低粉末的熱脹系數(shù)，降低開裂敏感性，提高連續(xù)波激光的吸收率。
[0012]硼(B):在合金粉末中起自行脫氧和造渣的作用，可以與進(jìn)入熔池的氧元素優(yōu)先形成硼酸鹽，覆蓋于熔池表面，防止液態(tài)金屬過度氧化，還能降低合金的熔點，改善熔體對基體金屬的潤濕能力，對合金的流動性及表面張力產(chǎn)生有利的影響。
[0013]鉻(Cr):鉻的性質(zhì)穩(wěn)定，所以它能提高材料的硬度、耐磨性和耐腐性；同時鉻的線膨脹系數(shù)低，所以它能降低材料的熱脹系數(shù)，從而降低開裂敏感性，減少裂紋。
[0014]銥(Ir):作為一種稀有金屬添加元素，由于銥本身具有很高的熔點、強度和硬度，所以它能提高材 料的抗拉強度、耐熱性和耐磨性，并且其本身化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠提高合金粉末的耐腐蝕性。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明所述的鎳基金屬合金粉末，在連續(xù)波光纖激光熔覆中，對光纖激光具有較好的熱吸收率；液態(tài)金屬對基材的潤濕能力較強，最后形成的熔覆層結(jié)構(gòu)致密，無裂紋、縮孔、縮松、氣孔等缺陷，具有高硬度、高塑韌性、高耐腐蝕性等優(yōu)異的金屬學(xué)性能；工藝簡單，無需預(yù)先熱處理及事后熱處理。
具體實施例
[0016]下面通過實施例詳細(xì)描述本發(fā)明所述的具體實施方案。
[0017]實施例一:
[0018]將按重量百分比為8%碳化娃，2%鋪，3%氧化招，3%鉻，5 %硼，1%銥，余量為鎳，共稱取500g樣品，經(jīng)制樣后得到200-300目的鎳基金屬合金粉末。
[0019]實施例2
[0020]將按重量百分比為12%碳化娃，5%鋪，5%氧化招，5%鉻，8 %硼，2%銥，余量為鎳的比例稱取500g樣品，經(jīng)制樣后得到200-300目的鎳基金屬合金粉末。
[0021]實施例3
[0022]將按重量百分比為12%碳化硅，5%銻，3%氧化鋁，5%鉻，6 %硼，2%銥，余量為鎳，共稱取500g樣品，經(jīng)制樣后得到200-300目的鎳基金屬合金粉末。
[0023]由實施例3配制得到的鎳基金屬合金粉末，在2000W連續(xù)波光纖激光功率，光斑尺寸10mm2，掃描速度15mm/s，送粉速率20g/min等工藝條件下，對基材為45號鋼的工件表面進(jìn)行激光熔覆處理，室溫下，檢測結(jié)果如下表所示:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末，按其重量百分比計，含有8-12%碳化硅，2-5%銻，3-5%氧化鋁，3-5%鉻，5-8%硼，1-2%銥，余量為鎳。
2.如權(quán)利要求1所述的專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基合金粉末，其特征在于:包含12%碳化娃，5%鋪 ，3%氧化招，5%鉻，6%硼，2%銥，余量為鎳。
【文檔編號】C22C32/00GK103726048SQ201410005714
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】張翀昊, 柳岸敏 申請人:張翀昊