[发明专利]一种激光熔覆用钴基焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开的一种激光熔覆用钴基焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Cr粉30～40％，B粉10～20％，Ni粉10～20％，硅铁粉5～10％，TiC粉1～5％，WC粉1～5％，余量为Co粉，以上组分质量百分比之和为100％。使用该焊丝可实现实心焊丝难以形成的高硬度、高耐磨熔覆层。本发明还公开一种激光熔覆用钴基焊丝的制备方法。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种激光熔覆用钴基焊丝，还涉及该激光熔覆用钴基焊丝的制备方法。

背景技术

激光熔覆技术是利用高能激光束对基体表面合金/粉末/丝材进行辐照，使基体表面薄层迅速熔化发生混合，冷却凝固后形成稀释率小、与基体呈现冶金结合的合金熔覆层。激光熔覆方法具有熔覆层致密度高、涂层与基体冶金结合良好等优点，是近年来表面强化技术的研究热点之一。目前常用的熔覆材料为Fe、Co、Ni基合金粉末及添加陶瓷颗粒的合金粉末。采用合金粉末进行激光熔覆时，通常采用同轴送粉的方式。该种送粉方式对粉末的球形度要求较高。并且粉末激光熔覆的效率相对较低，无法满足现代工程实际对高效率的要求。现有市面上的实心焊丝，均是针对常规的熔化焊而设计的，并没有针对激光熔覆系统的实心焊丝。

其中，Co基合金是一种具有较大非晶形成能力的材料，具有高硬度、良好的耐磨性和耐腐蚀性等特点。在普通的低碳钢表面进行Co基合金的熔覆，可以对其表面进行强化，提高其耐磨性，延长其使用寿命，从而大大节约使用成本，并创造良好的经济效益，符合我国可持续发展的战略方针。

针对上述需求，本发明拟设计开发钴基激光熔覆用专用焊丝，从而既保证常规低碳钢的耐磨、耐腐蚀性能，又具有显著的熔覆速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光熔覆用钴基焊丝，可实现实心焊丝难以形成的高硬度、高耐磨熔覆层。

本发明的另一个目的是提供一种激光熔覆用钴基焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种激光熔覆用钴基焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Cr粉30～40％，B粉10～20％，Ni粉10～20％，硅铁粉5～10％，TiC粉1～5％，WC粉1～5％，余量为Co粉，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特征还在于，

Cr粉、B粉、Ni粉、硅铁粉、Co粉、TiC粉和WC粉的粒度为200-300目。

焊皮为纯钴带，钴带的厚度为0.4mm，宽度为7mm。

药芯焊丝药粉的填充率为30～35wt.％。

本发明所采用的第二个技术方案是，一种激光熔覆用钴基焊丝的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：按质量百分比分别称取Cr粉30～40％，B粉10～20％，Ni粉10～20％，硅铁粉5～10％，TiC粉1～5％，WC粉1～5％，余量为Co粉，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2：将上述粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，粉末的球磨时间为5～6h，球磨速度为300～400rpm；

步骤3：对球磨后的复合粉末进行粒度筛分，使筛分后的粉末在200-300目的粒度范围内；

步骤4：将步骤3筛分后的粉末置于真空加热炉内进行加热处理，加热温度为260～300℃，保温时间为2-3h；

步骤5：采用酒精去除钴带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤4制备得到的混合药粉包裹在钴带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；

步骤6：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.0～1.2mm的药芯焊丝；

步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。