[发明专利]一种喷焊粉末材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于喷焊粉末材料技术领域，具体涉及一种喷焊粉末材料及其制备方法和应用。本发明利用钼、硼铁合金、碳化钨、钴和二硼化钛形成化学组成为Mo₂FeB₂和WCoB的复合硬质相，使所得喷焊层具优异的硬度性能，进而提高喷焊层的耐磨性。实施例结果表明，本发明提供的喷焊粉末材料能够形成硬度≥HRC67的耐磨喷焊层。

技术领域

本发明属于喷焊粉末材料技术领域，具体涉及一种喷焊粉末材料及其制备方法和应用。

背景技术

磨损是机械零部件失效的常见形式之一，机械零部件一旦磨损，就会影响机械零部件的正常使用，为此，需要在机械零部件的表面喷焊(熔覆)保护层，以提高机械零部件的耐磨性能。等离子喷焊因其具有热量集中、温度高、合金粉末熔炼充分、飞溅少、熔池中熔渣和气体易于排除、容易消除焊层内气孔缺陷、工件热影响区小、喷焊层合金组织晶粒细、硬度和化学成分均匀、焊层与基体结合强度高、成型规整、加工余量小和成品率高等优点在工业中广泛应用。

目前所用喷焊材料的类型有多种，不同类型喷焊材料的特点不同，如铁基喷焊材料成本低，但耐高温和耐腐蚀性能较差，镍基喷焊材料虽然能够耐高温，但镍基喷焊材料形成的涂层硬度不高；钴基喷焊材料相对于铁基和镍基喷焊材料而言，所形成的硬度较高，但也仅能达到HRC50～65的水平，并且成本较高，无法满足现代生产对零部件高硬度性能的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷焊粉末材料及其制备方法和应用，本发明提供的喷焊粉末材料能够形成硬度较高的喷焊层，满足现代工业生产对零部件硬度性能的需要。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种喷焊粉末材料，制备原料包括：10～30wt％钼、5～20wt％二硼化钛、2～10wt％碳化钨、5～20wt％硼铁合金、2～20wt％钴、2～10wt％铬铁合金、2～10wt％镍、2～10wt％铜、0.1～0.5wt％碳、0.1～2wt％碳化物晶粒抑制剂、0.1～2wt％稀土氧化物和余量的铁。

优选的，所述碳化物晶粒抑制剂包括碳化铌、碳化铬、碳化钽和碳化钒中的一种或几种。

优选的，所述稀土氧化物包括氧化钐、氧化铌、氧化镧和氧化钇中的一种或几种。

优选的，所述喷焊粉末材料的粒径为50～150μm。

本发明提供了上述技术方案所述喷焊粉末材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将所述喷焊粉末材料的制备原料进行真空熔炼，得到合金液；

(2)将所述步骤(1)得到的合金液进行气体雾化，得到喷焊粉末材料。

优选的，所述步骤(1)中真空熔炼的真空度为0.1～30Pa；真空熔炼的温度为1700～1800℃。

优选的，所述步骤(2)中气体雾化采用的雾化介质包括氩气、氦气或氮气；所述雾化介质的压力为1～10MPa。

本发明另提供了上述技术方案所述喷焊粉末材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的喷焊粉末材料在制备耐磨喷焊层中的应用。

优选的，所述喷焊粉末材料在制备耐磨喷焊层中应用的方法包括如下步骤：

将基材进行预热，得到待喷焊基材；

将喷焊粉末材料喷焊在所述待喷焊基材上，得到耐磨喷焊层。

优选的，所述喷焊的方式为等离子喷焊。