本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攪拌頭表面處理用合金粉。
背景技術(shù)：
攪拌頭是攪拌摩擦焊技術(shù)的關(guān)鍵，被譽(yù)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(guò)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(jìn)。因此，在攪拌摩擦焊時(shí)攪拌針的工作環(huán)境較為惡劣，對(duì)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(qǐng)?zhí)枮镃N201510485188.8的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種提高銅合金表面性能的方法和裝置，其實(shí)質(zhì)就是先對(duì)銅合金表面進(jìn)行真空加熱，然后通過(guò)攪拌摩擦加工表面技術(shù)對(duì)加熱后的銅合金表面進(jìn)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(shí)通過(guò)特制的攪拌頭實(shí)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(jī)構(gòu)上進(jìn)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(jī)攪拌頭的攪拌針表面處理用的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種攪拌頭表面處理用合金粉。本發(fā)明的合金粉對(duì)攪拌摩擦焊接機(jī)攪拌頭的攪拌針進(jìn)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(zhǎng)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：一種攪拌頭表面處理用合金粉，由以下重量百分比的原料組成：10～20wt％Ni、1～8wt％V、1～6wt％Cr、1～5wt％Mo、0.1～2.5wt％Sr、0.1～3wt％In、0.05～0.8wt％Er、0.05～0.8wt％Y、余量為Co。
本發(fā)明對(duì)合金粉中各元素的含量進(jìn)行了嚴(yán)格調(diào)控，用該合金粉通過(guò)激光熔敷、火焰噴涂等方式對(duì)攪拌頭的攪拌針進(jìn)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(zhǎng)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(kāi)裂敏感性。
釩(V)的主要作用是提高表面處理涂層的強(qiáng)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(qiáng)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(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力。
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(qiáng)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)和釔(Y)的主要作用是改善表面處理涂層的韌性和耐磨損性能。
作為優(yōu)選，上述攪拌頭表面處理用合金粉由以下重量百分比的原料組成：
12～18wt％Ni、2～7wt％V、1.5～5.5wt％Cr、1.5～4.5wt％Mo、0.5～2.2wt％Sr、0.5～2.5wt％In、0.1～0.7wt％Er、0.1～0.7t％Y、余量為Co。
作為優(yōu)選，上述攪拌頭表面處理用合金粉由以下重量百分比的原料組成：
12.5～17.5wt％Ni、2.5～6.5wt％V、2～5wt％Cr、2～4wt％Mo、0.55～2.1wt％Sr、0.8～2.3wt％In、0.15～0.65wt％Er、0.15～0.65wt％Y、余量為Co。
作為優(yōu)選，所述合金粉所述進(jìn)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(guò)激光熔敷、火焰噴涂的方式對(duì)攪拌頭的攪拌針進(jìn)行表面處理。
與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的合金粉對(duì)攪拌摩擦焊接機(jī)攪拌頭的攪拌針進(jìn)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(zhǎng)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(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1
一種攪拌頭表面處理用合金粉，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：
15wt％Ni、4.5wt％V、3.5wt％Cr、3wt％Mo、1.3wt％Sr、1.6wt％In、0.43wt％Er、0.43wt％Y、余量為Co。
實(shí)施例2
一種攪拌頭表面處理用合金粉，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：
10wt％Ni、8wt％V、1wt％Cr、5wt％Mo、0.1wt％Sr、3wt％In、0.05wt％Er、0.8wt％Y、余量為Co。
實(shí)施例3
一種攪拌頭表面處理用合金粉，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：
20wt％Ni、1wt％V、6wt％Cr、1wt％Mo、2.5wt％Sr、0.1wt％In、0.8wt％Er、0.05wt％Y、余量為Co。
實(shí)施例4
一種攪拌頭表面處理用合金粉，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：
15wt％Ni、5.0wt％V、3.8wt％Cr、3.2wt％Mo、1.45wt％Sr、1.65wt％In、0.35wt％Er、0.35wt％Y、余量為Co。
實(shí)施例5
一種攪拌頭表面處理用合金粉，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：
13.5wt％Ni、3.8wt％V、3.5wt％Cr、3.0wt％Mo、1.0wt％Sr、1.85wt％In、0.55wt％Er、0.25wt％Y、余量為Co。
實(shí)施例6
一種攪拌頭表面處理用合金粉，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：
15.8wt％Ni、5.5wt％V、4.1wt％Cr、2.8wt％Mo、1.65wt％Sr、1.25wt％In、0.25wt％Er、0.45wt％Y、余量為Co。
將實(shí)施例1-6的一種攪拌頭表面處理用合金粉對(duì)H13鋼攪拌頭的攪拌針進(jìn)行激光熔敷表面處理，然后進(jìn)行性能檢測(cè)。激光熔敷在HUST-JKR5170型激光加工系統(tǒng)上進(jìn)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(guò)實(shí)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(yàn)機(jī)上分別進(jìn)行25℃室溫和500℃高溫摩擦磨損試驗(yàn)。摩擦磨損試驗(yàn)的主要參數(shù)：磨損轉(zhuǎn)速2000r/min，磨損時(shí)間15min，相對(duì)滑動(dòng)速度90mm/min，對(duì)磨材料為攪拌針本體材料，干磨。試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果如表所示：
本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無(wú)特別說(shuō)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(wú)特別說(shuō)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(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)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(hù)范圍。