CN106011846A - 一种激光熔覆用铁基合金粉末材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，本发明按以下重量百分比的成分组成：Cr：12～13％；Si：11～12％；Ti：1～2％；B：1.5～1.6％；Mo：0.7～0.8％；C：0.3～0.4％；Mn：0.1％；余量为Fe。本发明从激光熔覆材料出发，通过系列的掺杂与对比实验，获得了一种低成本、高性能的铁基合金粉末材料。本发明提供一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，使用该材料进行激光熔覆，获得涂层的力学性能对工艺参数不敏感，特别是在不同扫描速度下具有较高且稳定、均匀的硬度值，对激光熔覆的工业推广及应用具有重大意义。

Description

一种激光熔覆用铁基合金粉末材料
技术领域
本发明属于铁基合金粉末材料技术领域，特别涉及一种激光熔覆用铁基合金粉末材料。
背景技术
激光熔覆是利用高能激光束使添加在基材表面上的覆层材料及基材表面薄层熔化而形成具有特殊功能、低稀释率并且与基材冶金结合的涂层。激光熔覆技术可以在普通的基材上制备高性能的涂层，能够有效降低能耗，节约成本。利用这一表面再制造技术可以有效提高金属材料的耐磨、耐腐蚀、抗疲劳等性能，延长零部件服役寿命。相比传统的表面覆层技术,如堆焊、热喷涂、喷焊等，其具有组织细化、稀释率低、变形小等优势。
激光熔覆技术经历了几十年的发展,在许多方面已取得长足的进步。但是,目前激光熔覆技术的推广并未达到人们所期望的效果,主要原因之一是激光熔覆涂层质量不易控制,涂层性能受熔覆工艺影响较为明显，致使熔覆过程中对工艺要求较苛刻或者所获得涂层性能不可靠。
目前，常用的熔覆材料有铁基、钴基和镍基合金粉末。钴基、镍基合金虽有较佳的高温性能与耐蚀性能，但价格比较昂贵，激光熔覆铁基合金因与基材成分相近，界面结合牢固，且可降低成本，因而受到广泛重视。但现有的激光熔覆铁基合金材料用于基材表面上时存在涂层强度不够和稳定性差的缺点。
发明内容
本发明的目的是解决现有的激光熔覆铁基合金材料用于基材表面上时存在涂层强度不够和稳定性差的技术问题，提供一种激光熔覆用铁基合金粉末材料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，按以下重量百分比的成分组成：Cr：12～13％；Si：11～12％；Ti：1～2％；B：1.5～1.6％；Mo：0.7～0.8％；C：0.3～0.4％；Mn：0.1％；余量为Fe。
所述激光熔覆用铁基合金粉末材料的粒度在80～230目之间。使用该合金粉末进行激光熔覆，得到的熔覆涂层组织细化、均匀，显微结构以等轴晶或胞状晶为主。
本发明提供的一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，其中C、B用于在激光熔覆过程中合成涂层的硬质相、强化相。同时，C还是奥氏体稳定元素，可以提高涂层的韧塑性，B也是一种良好的脱氧还原剂。
本发明提供的一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，其中添加了Mo。Mo可以阻断涂层中网状组织的生长，起到细化晶粒的作用，因此可增加涂层强度与稳定性。
本发明提供的一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，其中添加了Ti。Ti可以在激光熔覆过程中形成强化相，对晶界有钉扎作用，同样可以细化组织结构，增加涂层强度与稳定性。
本发明从激光熔覆材料出发，通过系列的掺杂与对比实验，获得了一种低成本、高性能的铁基合金粉末材料。本发明提供一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，使用该材料进行激光熔覆，获得涂层的力学性能对工艺参数不敏感，特别是在不同扫描速度下具有较高且稳定、均匀的硬度值，对激光熔覆的工业推广及应用具有重大意义。
本发明采用以上技术方案，与背景技术相比，具有以下有益效果：
1)在严格控制合金粉末的粒度与组成成分重量比的情况下，该粉末材料具有良好的熔覆工艺性；
2)保证熔覆粉末完全熔化、基材表面薄层熔化的前提下，可获得无裂纹无气孔涂层；
3)涂层平均硬度在500HV0.2以上，涂层截面硬度分布较为均匀，一致性高；
4)涂层硬度对工艺参数依赖性低，特别是对扫描速度的敏感性低。
为表明本发明具有以上优点，使用本发明的铁基合金粉末材料进行激光熔覆，得到涂层的截面显微形貌(如图1)和不同扫描速度下熔覆涂层截面硬度分布曲线(如图2)，通过图1可知，得到的熔覆涂层组织细化、均匀，显微结构以等轴晶或胞状晶为主；通过图2可知，得到的熔覆涂层具有较高且稳定、均匀的硬度值。
附图说明
图1是使用本发明的铁基合金粉末材料进行激光熔覆得到的涂层的截面显微形貌；
图2是不同扫描速度下熔覆涂层截面硬度分布曲线。
具体实施方式
实施例1
本实施例中的一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，按以下重量百分比的成分组成：Cr：12％；Si：11％；Ti：1％；B：1.5％；Mo：0.7％；C：0.3％；Mn：0.1％；余量为Fe；激光熔覆用铁基合金粉末材料的粒度在80～230目之间。
实施例2
本实施例中的一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，按以下重量百分比的成分组成：Cr：13％；Si：12％；Ti：2％；B：1.6％；Mo：0.8％；C：0.4％；Mn：0.1％；余量为Fe；激光熔覆用铁基合金粉末材料的粒度在80～230目之间。
实施例3
本实施例中的一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，按以下重量百分比的成分组成：Cr：12.6％；Si：11.5％；Ti：1.8％；B：1.3％；Mo：0.75％；C：0.35％；Mn：0.1％；余量为Fe；激光熔覆用铁基合金粉末材料的粒度在80～230目之间。

Claims (2)

1.一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，其特征在于：按以下重量百分比的成分组成：Cr：12～13％；Si：11～12％；Ti：1～2％；B：1.5～1.6％；Mo：0.7～0.8％；C：0.3～0.4％；Mn：0.1％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种激光熔覆用铁基合金粉末材料，其特征在于：所述激光熔覆用铁基合金粉末材料的粒度在80～230目之间。
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