[发明专利]一种激光熔覆导电辊用钴基合金粉末

说明书

技术领域

本发明涉及材料科学，提供一种硬度中等、抗氧化、耐腐蚀、耐磨削性优良、具有优越熔覆性能、便于熔覆后机加工的激光熔覆导电辊用钴基合金粉末。

背景技术

激光熔覆作为一种先进的再制造技术，随着激光器功率和稳定性的不断提高，得到了迅速推广和广泛应用。激光熔覆是在金属表面获得与基体牢固冶金结合，且无气孔、裂纹等缺陷的高性能表面覆层的先进再制造技术，它可以将高熔点的合金材料熔覆在低熔点的基材表面，也可以在低成本基材上制备出高性能的表面涂层，以取代大量高级、高性能的整体材料，节约贵重金属，降低零部件成本。激光熔覆解决了许多常规方法很难加工或无法加工的问题，为产品再制造提供了一种技术独特、先进有效的方法。

目前，国内外市场上激光熔覆专用的合金粉末并不多见，尤其是具有中等硬度、易于加工、抗氧化、耐腐蚀、耐磨削等综合性能优越稳定的，适合激光熔覆专用的钴基合金粉末更是寥寥无几。基本上是采用喷焊或喷涂用合金粉末，或是在这些粉末的基础上，按不同比例加以调配，并以机械混粉的形式配制所需的各种钴基合金粉末。

这些混合粉存在诸如混合不均匀、颗粒度差异大、熔点不同、成份偏差、膨胀系数不同等问题，导致在实际熔覆中无法控制裂纹、气孔、偏析、性能不稳、不易机加等缺陷。市场期盼一种价格适中、性能优良稳定、硬度中等、机加方便的钴基合金粉末，专用于激光熔覆，解决电镀锌机组关键设备导电辊实际修复中优选覆层材料问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种硬度中等、抗氧化、耐腐蚀、耐磨削性能稳定、具有导电特性的激光熔覆用钴基合金粉末，专用于采用激光熔覆方法，修复导电辊部件这种再制造技术的操作。

本发明激光熔覆导电辊用钴基合金粉末材料，其特征在于：所述材料激光熔覆用钴基合金粉末是在钴铬钨合金基础上，添加Ni、Mo、Fe、Si、Mn、B、V、C等元素进行合金基体的进一步强化。

本发明激光熔覆导电辊用钴基合金粉末材料，所述钴基合金粉末材料是在上述合金成份基础上，至少添加稀土微量元素Y₂O₃、La₂O₃、Ce、Hf中的至少两种进行基体晶粒细化和晶界强化的。

通过添加合金基体强化元素、晶粒细化晶界强化元素，并调整各元素的百分比含量，使合金获得优越的综合性能。从而实现了合金在增加了耐磨、耐蚀性能，具有较高强度、和适当导电性能的同时，形成自熔性合金且降低了合金熔点。从根本上解决并提高了合金粉末在激光熔覆层中的抗裂性、成型性、工艺稳定性和成份均匀性，满足了修复部件对熔覆层耐温、耐蚀、耐磨、耐疲劳、导电、较高强度和中等硬度等的综合性能要求。

本发明的一种激光熔覆导电辊用钴基合金粉末，所述材料的化学成份中主要含有：Co、Cr、W、Mo、Ni、Fe、Si、Mn、V、B、C元素，合金成份中还含有适量的稀土元素Y₂O₃、La₂O₃、Ce和Hf中的至少两种。

本发明的一种激光熔覆导电辊用钴基合金粉末，所述材料的化学成份(重量百分比)为：Cr：24～30％；W：6～10％；Mo：3～6％；Ni：6～12％；Fe：2～10％；Mn：0.5～2％；Si：0.2～2％；V：0.1～0.6％；B：0.3～1.5％；C：0.5～2.5％；Y₂O₃：0～0.5％；Hf：0～0.5％；La₂O₃：0～0.5％；Ce：0～0.5％；余量为Co。

制备激光熔覆导电辊用钴基合金粉末的方法包括以下过程：

将金属Co、Cr、W、Mo、Ni、Fe、Si、Mn、V、B、C及稀土元素Y₂O₃、La₂O₃、Ce、Hf按上述重量百分比提取后放入中频感应炉内，在氩气气氛下加热到1450-1550℃，使粉末完全融化并混合均匀，将熔融的金属液流注入水雾化设备的漏包坩埚，在漏包坩埚的下方置有水雾化喷嘴，当熔融的金属液流通过导流嘴流经喷嘴时，被喷嘴射出的高速水流击碎成小液滴、随后合金液滴落在水中凝固成粉末。

本发明激光熔覆导电辊用钴基合金粉末材料，主要应用于冶金行业电镀锌机组关键设备导电辊零件的激光修复。