本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉。

背景技術(shù)：

攪拌頭是攪拌摩擦焊技術(shù)的關(guān)鍵，被譽為攪拌摩擦焊的心臟。攪拌頭的好壞不僅決定了攪拌摩擦焊接頭的性能，而且決定著攪拌摩擦焊的生產(chǎn)成本。攪拌頭由軸肩、夾持部分和攪拌針組成。在攪拌摩擦焊過程中，攪拌針要旋轉(zhuǎn)著插入被焊材料的結(jié)合界面處，并在一定速度下沿著焊縫前進。因此，在攪拌摩擦焊時攪拌針的工作環(huán)境較為惡劣，對耐磨損性能，尤其是高溫耐磨損性能要求高。

表面處理是提高攪拌頭的攪拌針耐磨耐損性能的有效途徑。

申請?zhí)枮镃N201510485188.8的中國發(fā)明專利公開了一種提高銅合金表面性能的方法和裝置，其實質(zhì)就是先對銅合金表面進行真空加熱，然后通過攪拌摩擦加工表面技術(shù)對加熱后的銅合金表面進行攪拌擠壓表面，形成一層硬化層以提高銅合金表面性能，同時通過特制的攪拌頭實現(xiàn)攪拌加銑削復(fù)合加工方法，既保證了表面的加工質(zhì)量又大大提高了加工效率。最后將表面加工后的工件放到研磨機構(gòu)上進行磨削加工，獲得較光整的銅合金表面。所述攪拌頭上設(shè)有刀片，刀片表面設(shè)有耐磨損材料層，主要成分為：鐵20-30％，鈦10-15％，鈷5-10％，鎢40-60％，釩5-10％，鎳10-25％和微量稀土元素1％。

但是上述耐磨損材料層是設(shè)有刀片上的，并不是用于攪拌摩擦焊接機攪拌頭的攪拌針表面處理用的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉。本發(fā)明的合金粉對攪拌摩擦焊接機攪拌頭的攪拌針進行表面處理后，能夠顯著提高攪拌針在室溫和高溫下的耐磨損性能，從而延長攪拌頭的使用壽命，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉，由以下重量百分比的原料組成：1～5wt％Ni、1～8wt％V、1～6wt％Cr、1～5wt％Mo、0.75～1.5wt％Si、0.01～0.5wt％B、0.1～1.0wt％Sr、0.1～3wt％In、0.05～0.5wt％Er、0.1～0.6wt％C、余量為Co。

本發(fā)明對合金粉中各元素的含量進行了嚴(yán)格調(diào)控，用該合金粉通過激光熔敷的方式對攪拌頭的攪拌針進行表面處理后，能夠顯著提高攪拌針在室溫和高溫下的耐磨損性能，從而延長攪拌頭的使用壽命。其中，在合金粉中：

鎳(Ni)的主要作用是減少表面處理涂層的開裂敏感性。

釩(V)的主要作用是提高表面處理涂層的強度、韌性和耐磨損性能。

鉻(Cr)的主要作用是提高表面處理涂層的強度、硬度、耐磨性、抗氧化性和耐腐蝕性。

鉬(Mo)的主要作用是使表面處理涂層在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力。

硅(Si)和硼(B)的主要作用是一方面作為脫氧劑和自熔劑，增加潤濕性，另一方面通過固熔強化和彌散強化提高表面處理涂層的硬度和耐磨性。

鍶(Sr)的主要作用是提高表面處理涂層的高溫抗氧化性能，增強攪拌頭的高溫耐磨損性能。

銦(In)的主要作用是改善表面處理涂層的韌性。

鉺(Er)的主要作用是改善表面處理涂層的韌性和耐磨損性能。

碳(C)的主要作用是獲得高硬度的碳化物,形成彌散強化相,進一步提高表面處理涂層的耐磨損性能。

作為優(yōu)選，上述耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉由以下重量百分比的原料組成：1.5～4.5wt％Ni、1.5～7.5wt％V、1.5～5.5wt％Cr、1.5～4.5wt％Mo、0.8～1.35wt％Si、0.02～0.45wt％B、0.2～0.9wt％Sr、0.5～2.5wt％In、0.1～0.45wt％Er、0.15～0.55wt％C、余量為Co。

作為進一步優(yōu)選，上述耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉由以下重量百分比的原料組成：1.8～4.2wt％Ni、1.8～7.2wt％V、1.8～5.2wt％Cr、1.8～4.2wt％Mo、0.85～1.3wt％Si、0.05～0.4wt％B、0.25～0.85wt％Sr、0.55～2.2wt％In、0.15～0.42wt％Er、0.2～0.5wt％C、余量為Co。

作為優(yōu)選，所述合金粉所述進行表面處理的攪拌頭由熱作模具鋼、鎢錸合金、高速鋼組成。

作為優(yōu)選，所述合金粉通過激光熔敷的方式對攪拌頭的攪拌針進行表面處理。

與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的合金粉對攪拌摩擦焊接機攪拌頭的攪拌針進行表面處理后，能夠顯著提高攪拌針在室溫和高溫下的耐磨損性能，從而延長攪拌頭的使用壽命，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

實施例1

一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉，由以下重量百分比的原料組成：3wt％Ni、4.5wt％V、3.5wt％Cr、3wt％Mo、1.1wt％Si、0.25wt％B、0.55wt％Sr、1.5wt％In、0.26wt％Er、0.35wt％C、余量為Co。

實施例2

一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉，由以下重量百分比的原料組成：1wt％Ni、8wt％V、1wt％Cr、5wt％Mo、0.75wt％Si、0.5wt％B、0.1wt％Sr、3wt％In、0.05wt％Er、0.6wt％C、余量為Co。

實施例3

一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉，由以下重量百分比的原料組成：5wt％Ni、1wt％V、6wt％Cr、1wt％Mo、1.5wt％Si、0.01wt％B、1.0wt％Sr、0.1wt％In、0.5wt％Er、0.1～0.6wt％C、余量為Co。

實施例4

一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉，由以下重量百分比的原料組成：3wt％Ni、4.5wt％V、3.8wt％Cr、3.0wt％Mo、1wt％Si、0.22wt％B、0.45wt％Sr、1.3wt％In、0.28wt％Er、0.35wt％C、余量為Co。

實施例5

一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉，由以下重量百分比的原料組成：2.6wt％Ni、3.1wt％V、2.6wt％Cr、2.7wt％Mo、1.1wt％Si、0.2wt％B、0.4wt％Sr、1.7wt％In、0.25wt％Er、0.34wt％C、余量為Co。

實施例6

一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉，由以下重量百分比的原料組成：3.8wt％Ni、4.9wt％V、4.1wt％Cr、2.3wt％Mo、0.98wt％Si、0.35wt％B、0.55wt％Sr、0.95wt％In、0.35wt％Er、0.28wt％C、余量為Co。

將實施例1-6的一種耐磨攪拌頭用激光熔敷合金粉對H13鋼攪拌頭的攪拌針進行激光熔敷表面處理，然后進行性能檢測。激光熔敷在HUST-JKR5170型激光加工系統(tǒng)上進行，主要的工藝參數(shù)為：光斑直徑1.5mm、氣體流量14L/min、搭接率36％、激光功率2.5kW、掃描速度5mm/s。分別經(jīng)過實施例1-6的合金粉激光熔敷處理的攪拌針，與激光熔敷處理前的攪拌針，在同一摩擦磨損試驗機上分別進行25℃室溫和500℃高溫摩擦磨損試驗。摩擦磨損試驗的主要參數(shù)：磨損轉(zhuǎn)速2000r/min，磨損時間15min，相對滑動速度90mm/min，對磨材料為攪拌針本體材料，干磨。試驗數(shù)據(jù)對比結(jié)果如表所示：

本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。