[发明专利]一种激光熔覆材料

说明书

本发明提供了一种激光熔覆材料，由以下重量百分比的原料组成：Si1.7‑2.4％，Mn 0.9‑1.1％，Zr 0.05‑0.1％，Cr 0.2‑0.4％，Ni 0.3‑0.5％，Ti≤0.1％，Fe≤0.05％，P≤0.025％，余量为Al和不可避免的杂质。该激光熔覆材料中，对原料组成及原料的重量百分比进行限定，使激光熔覆材料在使用过程中晶粒细小，且形成的晶体结构细致，提高熔覆层的均匀性和表面光洁度，进而可提高基材的耐蚀性；细化的晶粒形成结构致密的熔覆层，可提高基材表面的耐磨性。该熔覆材料具有原料组成简单、成本低的优点；使用该熔覆材料获得的熔覆层，具有机械性能高、耐磨性和耐蚀性高的优点。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，具体涉及一种激光熔覆材料。

背景技术

激光熔覆技术是通过在基材表面放置覆层材料，然后控制激光束，使覆层材料熔化与基材表面熔化的薄层相结合，在激光束移开后，在基材表面形成冶金结合的表面涂层的一种表面改性技术。目前已经在不锈钢、铜合金、钛合金和铝合金等表面展开了应用。

激光熔覆技术的使用目的是改善基材表面的耐磨性、耐高温性、耐蚀性及抗热疲劳性等，但是，熔覆材料的选择对熔覆层具有至关重要的作用，直接影响到基材表面的耐蚀性和耐磨性。因此，提供一种与基材匹配的熔覆材料具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种激光熔覆材料，该激光熔覆材料中，对原料组成及原料的重量百分比进行限定，使激光熔覆材料在使用过程中晶粒细小，且形成的晶体结构细致，提高熔覆层的均匀性和表面光洁度，进而可提高基材的耐蚀性；细化的晶粒形成结构致密的熔覆层，可提高基材表面的耐磨性。该熔覆材料具有原料组成简单、成本低的优点；使用该熔覆材料获得的熔覆层，具有机械性能高、耐磨性和耐蚀性高的优点。

本发明的技术方案如下：

一种激光熔覆材料，由以下重量百分比的原料组成：

Si 1.7-2.4％，Mn 0.9-1.1％，Zr 0.05-0.1％，Cr 0.2-0.4％，Ni 0.3-0.5％，Ti≤0.1％，Fe≤0.05％，P≤0.025％，余量为Al和不可避免的杂质。

在使用激光束对熔覆材料熔化后，Si元素可提高熔覆材料的流动性，提高熔覆材料在基材表面形成的熔覆层厚度具有均匀性，同时，流动性强的熔覆材料与基材表面的熔化层结合时会更加均匀，进而提高熔覆层与基材的结合强度；Fe、Ti和P元素的存在，可在熔覆层形成的过程中，细化晶粒，避免在激光束移开而急速降温时产生大量的气泡，减少熔覆层表面和熔覆层与基材结合层中产生气泡，使熔覆层内部和熔覆层与基材的结合层均具有晶粒大小均匀、结构致密的优点，进而使熔覆层表面光滑；Mn能够增加熔覆层的韧性和硬度，进而提高熔覆层的耐磨性能，同时Mn的存在，会提高晶粒再结晶温度，从而避免细化的晶粒继续结晶而粗大，提高熔覆层的耐热性；Ni可提高熔覆层的耐磨性，且在激光熔化过程中，可减少基材变形。

进一步的，上述激光熔覆材料，由以下重量百分比的原料组成：

Si 1.9-2.1％，Mn 1.1％，Zr 0.085％，Cr 0.3-0.35％，Ni 0.4％，Ti≤0.1％，Fe≤0.05％，P≤0.025％，余量为Al和不可避免的杂质。

进一步的，在上述激光熔覆材料中，Ti+Fe+P≤0.15％。

对上述原料熔炼、铸造，形成铝合金铸锭，根据需求对铸锭磨粉或者制成棒材使用。

进一步的，上述激光熔覆材料在使用过程中，采用一步法熔覆工艺对基材表面改性。

进一步的，一步熔覆工艺中，激光功率为1000-1100w，扫描速度在1.5-2mm/s。

进一步的，在一步熔覆工艺中，激光功率为1100w，扫描速度在1.7mm/s。