一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末，按重量百分比計(jì)，包括13-19%三氧化二鋁，11-16%二氧化鈦，3-9%氧化鈰，2-5%釩，13-17%鉻，1-3%硼，余量為鎳基。該鎳基金屬陶瓷合金粉末在連續(xù)波光纖激光熔覆的過(guò)程中，不僅能夠大大提高金屬件對(duì)激光的吸收率、降低熔點(diǎn)，而且能夠在其表面形成一層內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)致密，無(wú)裂紋、縮孔、氣泡等缺陷熔覆層，大大增加的金屬件的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了金屬陶瓷合金粉末，特別是一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末。
【背景技術(shù)】
[0002]激光具有高亮度、高方向性、高單色性、高相干性的特點(diǎn)，現(xiàn)在正被越來(lái)越多的領(lǐng)域所使用，其中激光熔覆就是表面處理技術(shù)中的一種。概括的說(shuō)，激光熔覆的原理就是利用高能激光束照射至金屬材料表面，使基材表面迅速融化，液態(tài)的金屬形成一個(gè)小規(guī)模的熔池，同時(shí)填注新的粉末材料，在這個(gè)熔池中，原本的金屬材料與被添加的粉末相互混合，形成一層新的液態(tài)金屬層。待激光光束掃描以后，液態(tài)金屬層迅速冷卻由此在金屬表面形成一層固態(tài)的熔覆層。
[0003]然而，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上幾乎沒(méi)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熱噴涂所用自熔合金粉末。由于兩種技術(shù)的傳熱方式、工藝條件等不同，熱噴涂所用自熔合金粉末直接用于連續(xù)波光纖激光熔覆后，激光吸收率較低，一般在30-40%左右。熔覆層容易出現(xiàn)裂紋、縮松、縮孔、氣孔等缺陷，而且，熔覆層的硬度、強(qiáng)度等往往不能達(dá)到工藝生產(chǎn)要求。例如絕大多數(shù)自熔合金粉末中硼和硅的含量較高，使激光熔覆過(guò)程中的一些夾雜如硼硅酸鹽無(wú)法順利從快速凝固的熔池內(nèi)浮出，導(dǎo)致激光熔覆層開(kāi)裂敏感性大，激光熔覆層硬度高時(shí)開(kāi)裂現(xiàn)象尤為明顯。因此，研制出一種專門(mén)用于連續(xù)波光纖激光熔覆的金屬陶瓷合金粉末十分迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:本發(fā)明提供了一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末，該鎳基金屬陶瓷合金粉末在連續(xù)波光纖激光熔覆的過(guò)程中，不僅能夠大大提高金屬件對(duì)激光的吸收率、降低熔點(diǎn)，而且能夠在其表面形成一層內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)致密，無(wú)裂紋、縮孔、氣泡等缺陷熔覆層，大大增加的金屬件的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末，按重量百分比計(jì)，包括13-19%三氧化二鋁，11-16% 二氧化鈦，3-9%氧化鈰，2-5%釩，13-17%鉻，1-3%硼，余量為鎳基。
[0006]上述的鎳基金屬陶瓷合金粉末包括16%三氧化二鋁，14% 二氧化鈦，6%氧化鈰，3%銀，15%鉻，2%硼，余量為鎳基。
[0007]本發(fā)明所述的一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末作用如下:
[0008]鎳(Ni)元素:作為金屬陶瓷基材，熔覆時(shí)徹底熔融，與熔融狀態(tài)的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，以增加熔覆層硬度。
[0009]三氧化二鋁(Al2O3):屬于金屬陶瓷粉末，作為強(qiáng)化微粒存在于熔覆層中，能夠極大的提高熔覆層硬度及強(qiáng)度，可以降低熔覆層開(kāi)裂的敏感性。
[0010]二氧化鈦(TiO2):有利于提高本發(fā)明的鎳基金屬合金粉末對(duì)激光的吸收率，從而可以減少激光器的功率輸出，提高能源的利用率。
[0011]氧化鈰(CeO2):能夠提高金屬合金粉末對(duì)激光的吸收率，增加能源的利用率。
[0012]釩(V):具有細(xì)晶強(qiáng)化作用，可提高回火抗力和材料的淬透性，也能和碳形成碳化物。
[0013]鉻(Cr):具有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化能力，提高熔覆層的強(qiáng)度，可增大鋼的淬火度和淬火后的變形能力，提高的淬透性，并且使熔覆層具有優(yōu)良的抗腐蝕性、耐磨性、硬度、彈性、抗磁力和抗強(qiáng)力。
[0014]硼(B):具有晶界強(qiáng)化作用，可以提高熔覆層的硬度，強(qiáng)度，
[0015]能提高鋼的淬透性，促使鋼的正火態(tài)組織由珠光體向貝氏體轉(zhuǎn)變。另外該硼元素還可降低熔點(diǎn)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]①本發(fā)明所述的鎳基金屬陶瓷合金粉末，在連續(xù)波光纖激光熔覆中，鎳基合金粉末對(duì)激光具有較高的吸收率，提高了能源的利用率，節(jié)約了生產(chǎn)成本；
[0018]②通過(guò)本發(fā)明所述的鎳基金屬陶瓷合金粉末，形成熔覆層內(nèi)部組織致密，無(wú)裂紋、縮松、氣孔等缺陷，并且具有高硬度、強(qiáng)度、韌性以及高耐腐蝕性等性能。
具體實(shí)施例
[0019]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0020]實(shí)施例1
[0021]將13%三氧化二鋁，11% 二氧化鈦，3%氧化鋪，2%銀，13%鉻，1%硼，余量為鎳基，將其充分混合，得到500g的100-200目的鎳基金屬陶瓷合金粉末。
[0022]實(shí)施例2
[0023]I將9%三氧化二鋁，16% 二氧化鈦，9%氧化鋪，5%銀，17%鉻，3%硼，余量為鎳基，將其充分混合，得到500g的100-200目的鎳基金屬陶瓷合金粉末。
[0024]實(shí)施例3
[0025]將16%三氧化二鋁，14% 二氧化鈦，6%氧化鋪，3%銀，15%鉻，2%硼，余量為鎳基，得到500g的100-200目的鎳基金屬陶瓷合金粉末。
[0026]實(shí)施例4
[0027]取500g，粒度大小為100-200目的普通金屬合金粉末。
[0028]使用光纖激光器，采用同軸送粉的方式，將實(shí)施例1、實(shí)施例2與實(shí)施例3中混合好的金屬合金粉末在金屬件表面分別進(jìn)行激光熔覆，通過(guò)激光熔覆頭的噴粉孔均勻噴出，采用連續(xù)波光纖激光，激光波長(zhǎng)為1.06um，輸出功率為3600W，運(yùn)行速度為3m/min，單道寬度為1.8_。經(jīng)過(guò)激光熔覆將金屬件進(jìn)行機(jī)械檢測(cè)得到以下數(shù)據(jù):(下表中的距離是以熔覆層的最下表面為基平面，基平面以上為正，基平面以下為負(fù))?；挠捕戎禐?2HRC，耐熱性(6000C時(shí)測(cè)試機(jī)械性能與常溫狀態(tài)的比值55-60%。
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末，按重量百分比計(jì)，包括13-19%三氧化二鋁，11-16% 二氧化鈦，3-9%氧化鈰，2-5%釩，13-17%鉻，1-3%硼，余量為鎳基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鎳基金屬陶瓷合金粉末，其特征在于:所述的鎳基金屬陶瓷合金粉末包括16%三氧化二鋁，14%二氧化鈦，6%氧化鈰，3%銀，15%鉻，2%硼，余量為鎳基。
【文檔編號(hào)】C22C32/00GK103667798SQ201310589433
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】柳岸敏, 張翀昊 申請(qǐng)人:柳岸敏