[发明专利]一种用于超高速激光熔覆的耐腐蚀合金粉末

说明书

本发明公开了一种用于超高速激光熔覆的耐腐蚀合金粉末，属于熔覆材料领域，上述合金粉末化学成分质量分数为：0.01‑0.35%C，14.0‑22.0%Cr，3.0‑6.0%Ni，2.0‑4.0%Mo，0.5‑1.0%Mn，0.5‑1.0%Si，0.5‑1.5%N，余量为Fe和不可避免的杂质。该粉末粒度分布：25‑100µm，流动性16‑20s/50g，原材料成分合金化配比，而后进行真空熔炼，采用惰性气体雾化方法制粉，喷粉惰性气体压力2.0‑4.5MPa，收得粉末后进行粒度筛分。应用筛分后的粉末，采用超高速激光熔覆技术，可获得耐腐蚀表面熔覆层。

技术领域

本发明属于熔覆材料领域，具体涉及一种用于超高速激光熔覆的耐腐蚀合金粉末。

背景技术

目前，应用较多的耐腐蚀金属材料包括钛合金、蒙耐尔合金与高性能不锈钢合金等，此类金属材料一般价格比较昂贵，大批量应用引起的工程造价居高不下，而使用普通碳钢的话，则必须进行表面改性。

传统激光熔覆技术具有结合强度高，热变形小等优点，且可以通过调整粉末成分获得所需熔覆层性能，因此在诸多行业中开始实现应用，但是该技术加工效率低，熔覆速率一般为0.5-2m/min，粉末利用率只有50%左右，并且激光能量聚焦在基体材料上，通过融化基体材料来结合熔覆粉末，这使得激光能量利用效率和熔覆速率低，基体材料损耗大。由于其效率低下、成本高，限制了其大规模产业化应用，这是目前亟待解决的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题，本发明提供一种超高速激光熔覆方法，尤其是该方法所使用的耐腐蚀合金粉末。超高速激光熔覆是一种激光表面改性技术，通过同步送粉填料方式，利用高能密度的束流使添加材料与高速率运动的基体材料表面同时熔化，形成稀释率极低，与基体呈冶金结合的熔覆层，极大提高熔覆效率，显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等工艺特性的方法。

超高速激光熔覆技术是一种新型、高效的激光熔覆技术，其激光束少部分能量作用在基体材料上形成较浅的熔池，而大部分能量作用在了粉末材料上，使粉末在进入熔池之前温度升至熔点并熔化，以液滴的形式与基体材料结合，从而使得超高速激光熔覆加工比传统熔覆效率提高几十甚至上百倍。

需要说明的是，本申请的耐腐蚀合金粉末是指耐空气、蒸汽、水、弱酸等腐蚀的合金，其含有高含量的铬、镍、钼等合金元素，具有优异的耐腐蚀性能，特别是耐点蚀性能，是针对耐蚀环境表面改性的良好涂层材料。本发明中的超高速是相对于现有的激光熔覆速度而言的，该高超速具体是指激光扫描速度大于等于25m/min。

根据本发明一方面，本发明提供了一种用于超高速激光熔覆的耐腐蚀合金粉末，其各元素的质量分数为0.01-0.35%C，14.0-22.0%Cr，3.0-6.0%Ni，2.0-4.0%Mo，0.5-1.0%Mn，0.5-1.0%Si，0.5-1.5%N，余量为Fe和不可避免的杂质。

根据本发明一方面，该合金粉末粒度分布为25-100µm。

根据本发明一方面，该合金粉末流动性为16-20s/50g。

根据本发明一方面，该合金粉末球形度≥95%。

根据本发明一方面，该合金粉末的制备方法为：原材料成分合金化配比，而后进行真空熔炼，采用惰性气体雾化方法制粉，喷粉惰性气体压力2.0-4.5MPa，收得粉末后进行粒度筛分。

应用筛分后的粉末，采用超高速激光熔覆技术，可获得耐腐蚀表面熔覆层。

根据本发明一方面，本发明的超高速激光熔覆方法如下：

用丙酮或酒精擦拭代加工工件表面，去除表面油脂。

根据工件表面几何形状进行熔覆路径规划，指定工艺参数。