CN104745889A - 钴铬钨合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钴铬钨合金及其制备方法，以总重量百分比由下列原料组成：钴60-68%、铬24-26%、钨4-6%、铝2-4%、硅0.5-0.9%、碳0.4-0.6%、硫0.8-1.2%、铜0.2-0.7%、废铁0.1-0.6%。本发明具有耐高温腐蚀性强，热稳定性好，抗热疲劳，强度硬度高，抗氧化性好，焊接性好的优点。

Description

钴铬钨合金及其制备方法

技术领域：

    本发明涉及一种钴铬钨合金及其制备方法，具体地说是一种机械合金材料。

背景技术：

钢里除铁、碳外，加入其他的合金元素，就叫合金钢。合金钢的问世和发展，是适应了社会生产力发展的要求，特别是和机械制造、交通运输和军事工业的需要分不开的。

喷焊是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至1000～1300℃，使颗粒熔化，造渣上浮到涂层表面，生成的化合物弥散在涂层中，使颗粒间和基体表面达到良好结合。最终沉积物是致密的金属结晶组织并与基体形成的冶金结合层。随着社会技术和科学的发展，船舶和航天业方面需求的合金钢需要有更高的耐腐蚀性和抗热性。

发明内容：

本发明的目的是为了提供一种耐高温腐蚀性强，热稳定性好，抗热疲劳，强度硬度高，抗氧化性好，焊接性好的钴铬钨合金，其制备方法简单。

    本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种钴铬钨合金，以总重量百分比由下列原料组成：

钴60%-68%；

铬24%-26%；

钨4%-6%；

铝2%-4%；

硅0.5%-0.9%；

碳0.4%-0.6%；

硫0.8%-1.2%；

铜0.2%-0.7%；

废铁0.1%-0.6%。

钴铬钨合金的制备方法，具体制作步骤如下：先将上述废铁冶炼至熔点，再依次加入上述钴、铬、钨、硫、硅、碳、铝、铜八种原料，然后温度降至1150-1200℃进行高温固溶处理40-60min，其次温度再度降至880-970℃进行时效处理2-3h，再次通过退火处理得到所述钴铬钨合金。

进一步说：废铁的熔点为1535℃。

本发明有益效果为：

本发明包含了钴、铬和硫原料，钴的硫化物熔点比其他的硫化物熔点高，并且硫在钴中的扩散率比在其他中低得多，而且由于含铬量高，所以在合金表面能形成抵抗碱金属硫酸盐，具有超强的抗热耐腐蚀；包含了少量碳原料，在铸造钴铬钨合金中，碳化物颗粒较粗大，合金的磨料磨损耐磨性好；包含了钨、铝、铜和铁四种原料，钨熔点高，比重大，钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性，铜也能提高强度和硬度，钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力，所以本发明焊接能力强，热稳定好，耐腐蚀性和耐磨性好，抗氧化性也好，抗热疲劳。

具体实施方式：

    为了加深对本发明的理解，下面将结合实例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明实施方式为：

实施例1：

    一种钴铬钨合金，以总重量百分比由下列原料组成：钴68%、铬24%、钨4%、铝2%、硅0.5%、碳0.4%、硫0.8%、铜0.2%、废铁0.1%，其制备方法，具体制作步骤如下：先将上述废铁冶炼至熔点1535℃，再依次加入上述钴、铬、钨、硫、硅、碳、铝、铜八种原料，然后温度降至1150℃进行高温固溶处理40min，其次温度再度降至880℃进行时效处理2h，再次通过退火处理得到所述钴铬钨合金。

实施例2：

一种钴铬钨合金，以总重量百分比由下列原料组成：钴60%、铬26%、钨6%、铝4%、硅0.9%、碳0.6%、硫1.2%、铜0.7%、废铁0.6%，其制备方法，具体制作步骤如下：先将上述废铁冶炼至熔点1535℃，再依次加入上述钴、铬、钨、硫、硅、碳、铝、铜八种原料，然后温度降至1200℃进行高温固溶处理60min，其次温度再度降至970℃进行时效处理3h，再次通过退火处理得到所述钴铬钨合金。

   实施例3：

   一种钴铬钨合金，以总重量百分比由下列原料组成：钴64.7%、铬24%、钨5%、铝3%、硅0.7%、碳0.5%、硫1.1%、铜0.5%、废铁0.5%，其制备方法，具体制作步骤如下：先将上述废铁冶炼至熔点1535℃，再依次加入上述钴、铬、钨、硫、硅、碳、铝、铜八种原料，然后温度降至1160℃进行高温固溶处理45min，其次温度再度降至900℃进行时效处理2.3h，再次通过退火处理得到所述钴铬钨合金。

    实施例4：

一种钴铬钨合金，以总重量百分比由下列原料组成：钴62.9%、铬25%、钨5.5%、铝3.5%、硅0.6%、碳0.6%、硫1.0%、铜0.6%、废铁0.3%，其制备方法，具体制作步骤如下：先将上述废铁冶炼至熔点1535℃，再依次加入上述钴、铬、钨、硫、硅、碳、铝、铜八种原料，然后温度降至1170℃进行高温固溶处理50min，其次温度再度降至920℃进行时效处理2h，再次通过退火处理得到所述钴铬钨合金。

实施例5:

一种钴铬钨合金，以总重量百分比由下列原料组成：钴64.6%、铬25.5%、钨4.5%、铝2.5%、硅0.8%、碳0.5%、硫0.9%、铜0.3%、废铁0.4%，其制备方法，具体制作步骤如下：先将上述废铁冶炼至熔点1535℃，再依次加入上述钴、铬、钨、硫、硅、碳、铝、铜八种原料，然后温度降至1180℃进行高温固溶处理55min，其次温度再度降至940℃进行时效处理3h，再次通过退火处理得到所述钴铬钨合金。

实施例6：

一种钴铬钨合金，以总重量百分比由下列原料组成：钴64%、铬25%、钨4.2%、铝3.8%、硅0.6%、碳0.6%、硫1.2%、铜0.4%、废铁0.2%，其制备方法，具体制作步骤如下：先将上述废铁冶炼至熔点1535℃，再依次加入上述钴、铬、钨、硫、硅、碳、铝、铜八种原料，然后温度降至1190℃进行高温固溶处理60min，其次温度再度降至960℃进行时效处理2h，再次通过退火处理得到所述钴铬钨合金。

现取上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和实施例6制作的本发明钴铬钨合金，每个实施例的钴铬钨合金取5个点通过HBRV型洛氏硬度计测量硬度，其具体结果如下表：

从上表可以看出，实施例1本发明的平均测试硬度值为42.8HRC，实施例2本发明的平均测试硬度值为40.6HRC，实施例3本发明的平均测试硬度值为41.5HRC，实施例1本发明的平均测试硬度值为41.2HRC，实施例5本发明的平均测试硬度值为42.0HRC，实施例6本发明的平均测试硬度值为41.2HRC，所以本发明钴铬钨合金硬度高，强度高。

取本发明钴铬钨合金进行磨削加工，全部观察到火花呈暗红色，火花数量极少，说明本发明钴铬钨合金耐磨性好，具有高温性能，耐热性好。

取上述实施例1的本发明钴铬钨合金进行堆焊，堆焊温度从580℃-1180℃，观察堆焊后情况，测量堆焊后硬度值，其结果如下表：

堆焊温度	硬度测试值	是否产生疲劳裂纹	是否起皮
				580℃	42.8	否	否
680℃	42.8	否	否
				780℃	42.2	否	否
880℃	41.7	否	否
				980℃	41.1	否	否
1180℃	29.1	是	是

取上述实施例2的本发明钴铬钨合金进行堆焊，堆焊温度从580℃-1180℃，观察堆焊后情况，测量堆焊后硬度值，其结果如下表：

堆焊温度	硬度测试值	是否产生疲劳裂纹	是否起皮
				580℃	40.5	否	否
680℃	40.4	否	否
				780℃	40.1	否	否
880℃	39.6	否	否
				980℃	39.1	否	否
1180℃	24.3	是	是

取上述实施例3的本发明钴铬钨合金进行堆焊，堆焊温度从580℃-1180℃，观察堆焊后情况，测量堆焊后硬度值，其结果如下表：

堆焊温度	硬度测试值	是否产生疲劳裂纹	是否起皮
				580℃	41.4	否	否
680℃	41.1	否	否
				780℃	40.9	否	否
880℃	40.5	否	否
				980℃	40.2	否	否
1180℃	26.2	是	是

取上述实施例4的本发明钴铬钨合金进行堆焊，堆焊温度从580℃-1180℃，观察堆焊后情况，测量堆焊后硬度值，其结果如下表：

堆焊温度	硬度测试值	是否产生疲劳裂纹	是否起皮
				580℃	41.1	否	否
680℃	41.1	否	否
				780℃	40.8	否	否
880℃	40.7	否	否
				980℃	40.3	否	否
1180℃	28.7	是	是

取上述实施例5的本发明钴铬钨合金进行堆焊，堆焊温度从580℃-1180℃，观察堆焊后情况，测量堆焊后硬度值，其结果如下表：

堆焊温度	硬度测试值	是否产生疲劳裂纹	是否起皮
				580℃	42.0	否	否
680℃	41.8	否	否
				780℃	41.8	否	否
880℃	41.6	否	否
				980℃	41.1	否	否
1180℃	28.8	是	是

取上述实施例6的本发明钴铬钨合金进行堆焊，堆焊温度从580℃-1180℃，观察堆焊后情况，测量堆焊后硬度值，其结果如下表：

堆焊温度	硬度测试值	是否产生疲劳裂纹	是否起皮
				580℃	41.0	否	否
680℃	40.7	否	否
				780℃	40.6	否	否
880℃	40.1	否	否
				980℃	40.0	否	否
1180℃	27.9	是	是

从上述六个表格可以看出，本发明钴铬钨合金在980℃还具有很好的焊接性和硬度，高温不起皮，说明本发明耐高温腐蚀性好，热稳定性好，抗热疲劳，焊接性好。

以上所述仅为发明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种钴铬钨合金，其特征在于：所述钴铬钨合金以总重量百分比由下列原料组成：

钴60%-68%；

铬24%-26%；

钨4%-6%；

铝2%-4%；

硅0.5%-0.9%；

碳0.4%-0.6%；

硫0.8%-1.2%；

铜0.2%-0.7%；

废铁0.1%-0.6%。

2.根据权利要求1所述的钴铬钨合金的制备方法，其特征在于：具体制作步骤如下：先将上述废铁冶炼至熔点，再依次加入上述钴、铬、钨、硫、硅、碳、铝、铜八种原料，然后温度降至1150-1200℃进行高温固溶处理40-60min，其次温度再度降至880-970℃进行时效处理2-3h，再次通过退火处理得到所述钴铬钨合金。

3.根据权利要求2所述的钴铬钨合金的制备方法，其特征在于：所述废铁的熔点为1535℃。