钴基合金组合粉末及其制备钴基合金熔覆层的方法技术

本发明专利技术涉及金属表面硬化处理技术领域，具体涉及一种激光熔覆用钴基合金组合粉末及其制备钴基合金熔覆层的方法，本方法包括：筛分出粒度为100～270目的无碳钴基合金粉末；将100～270目的无碳钴基合金粉末和100～325目的富碳碳化铬粉末按(4～6.2):1的重量比投入混料机中混合，制备成钴基合金组合粉末；将制备得到的钴基合金组合粉末用100目筛网平铺筛分；取足量的筛分后的钴基合金组合粉末以同轴送粉的方式送至激光熔覆区，以在基材表面形成钴基合金熔覆层。本方法制备得到的钴基合金熔覆层无气孔杂质、裂纹，且硬度可达HRC38～42，可用于石油、化工的泵、阀等密封面、内燃机气门和阀座密封的耐腐蚀耐磨损应用。和阀座密封的耐腐蚀耐磨损应用。和阀座密封的耐腐蚀耐磨损应用。

【技术实现步骤摘要】
钴基合金组合粉末及其制备钴基合金熔覆层的方法


[0001]本专利技术涉及金属表面硬化处理
，具体涉及一种激光熔覆用钴基合金组合粉末及其制备钴基合金熔覆层的方法。

技术介绍

[0002]激光熔覆技术是指以不同的添加方法在被熔覆的基体上输送选择的涂层材料，经激光辐照后，使之与基体表面熔化，经快速凝固形成低稀释率的、与基体呈冶金结合的表面涂层的工艺过程。与传统的表面硬化处理技术如电镀、氧乙炔喷焊、超音速喷涂等相比，激光熔覆技术具有熔覆层组织晶粒细小、熔覆层的结合为冶金结合、热影响区和变形区小等优点。特别是激光熔覆可以获得高性能的合金熔覆层，具有耐磨性、硬度、耐腐蚀性能、抗氧化性能、热障性能、抗气蚀和冲蚀磨损等特点，因此该技术在工业上具有广阔的应用前景。
[0003]现有技术中激光熔覆用粉为提升耐磨性，成分中配比有较高的碳元素含量。或通过混合加入WC粉居多，一般WC粉的加入比例在5
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50％之间，成本比较高。其中混合加入WC粉后用于激光熔覆，而WC粉本身不会熔化，只是以硬质颗粒物形态存在于熔覆层中，起到部分增加耐磨性，高比例加入量增大了熔覆层产生裂纹的风险。并且WC粉本身密度大，在激光熔覆熔池中会下沉，留在表面的数量相对减少，而熔覆层使用的功能在表面，其作用大打折扣。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种激光覆熔用钴基合金组合粉末及其制备钴基合金熔覆层的方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种激光覆熔用钴基合金组合粉末，包括以下组分：无碳钴基合金粉末和富碳碳化铬粉末，其重量比为(4～6.2):1；所述无碳钴基合金粉末中各元素的质量分数为Co：60～65％，Cr：24～30％，X：4～10％，Si：≤2.0％，其中，X为W、Mo中的至少一种；以及所述富碳碳化铬粉末中各元素的质量分数为Cr：84.5～86.1％，C：13.4～14.3％，余量为Al、Fe、O、N中的至少一种。
[0006]进一步的，所述无碳钴基合金粉末的粒度为100～270目；以及所述富碳碳化铬粉末的粒度为100～325目。
[0007]又一方面，本专利技术还提供了一种利用上述的激光覆熔用钴基合金组合粉末制备钴基合金熔覆层的方法，包括以下步骤：筛分出粒度为100～270目的无碳钴基合金粉末；将100～270目的无碳钴基合金粉末和100～325目的富碳碳化铬粉末按(4～6.2):1的重量比投入混料机中混合，制备成钴基合金组合粉末；将制备得到的钴基合金组合粉末用100目筛网平铺筛分；取足量的筛分后的钴基合金组合粉末以同轴送粉的方式送至激光熔覆区，利用激光器进行激光辐照熔覆处理，以在基材表面形成钴基合金熔覆层。
[0008]进一步的，所述无碳钴基合金粉末中各元素的质量分数为Co：60～65％，Cr：24～30％，X：4～10％，Si：≤2.0％，其中，X为W、Mo中的至少一种；以及所述富碳碳化铬粉末中各
元素的质量分数为Cr：84.5～86.1％，C：13.4～14.3％，余量为Al、Fe、O、N中的至少一种。
[0009]进一步的，所述无碳钴基合金粉末为3D打印用无碳钴基合金粉末未用粒度段的粉末材料。
[0010]进一步的，所述激光熔覆工艺参数：输出功率为2200W，光斑直径4.5mm，扫描速率1.0m/s，送粉气流7L/min。
[0011]进一步的，根据上述方法制备得到的钴基合金熔覆层。
[0012]进一步的，该钴基合金熔覆层中生成的硬质相主要有Cr
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C6、Cr7C3和Cr3C2。
[0013]进一步的，该钴基合金熔覆层的硬度为HRC38～42。
[0014]第三方面，本专利技术还提供了一种3D打印用无碳钴基合金粉末在制备钴基合金熔覆层中的应用。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]1、通过对本专利技术的钴基合金组合粉末进行熔覆处理得到的钴基合金熔覆层无气孔杂质、裂纹，且硬度可达HRC38～42，可用于石油、化工的泵、阀等密封面、内燃机气门和阀座密封的耐腐蚀耐磨损应用。
[0017]2、筛分后100～270目的3D打印用无碳钴基合金粉末和较低成本的100～325目的富碳碳化铬粉末仅需通过较低成本的混合制备，不需再经过复杂且时间长的熔炼、制粉和筛分工序，即可进行熔覆处理原位再合金化形成碳化物钴基合金熔覆层，同时满足熔覆层对耐腐蚀和耐磨性的要求。
[0018]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术的实施例1中制备得到的钴基合金熔覆层的示意图；
[0022]图2是本专利技术的实施例2中制备得到的钴基合金熔覆层的示意图；
[0023]图3是本专利技术的对比例1中制备得到的钴基合金熔覆层的示意图；
[0024]图4是本专利技术的对比例2中制备得到的钴基合金熔覆层的示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术提供了一种激光覆熔用钴基合金组合粉末，包括以下组分：无碳钴基合金粉末和富碳碳化铬粉末，其重量比为(4～6.2):1；所述无碳钴基合金粉末中各元素的质量分数为Co：60～65％，Cr：24～30％，X：4～10％，Si：≤2.0％，其中，X为W、Mo中的至少一种；以及所述富碳碳化铬粉末中各元素的质量分数为Cr：84.5～86.1％，C：13.4～14.3％，余量为Al、Fe、O、N中的至少一种。
[0027]所述无碳钴基合金粉末的粒度为100～270目；以及所述富碳碳化铬粉末的粒度为100～325目。
[0028]本专利技术还提供了一种利用上述的激光覆熔用钴基合金组合粉末制备钴基合金熔覆层的方法，包括以下步骤：筛分出粒度为100～270目的无碳钴基合金粉末；将100～270目的无碳钴基合金粉末和100～325目的富碳碳化铬粉末按(4～6.2):1的重量比投入混料机中混合，制备成钴基合金组合粉末；将制备得到的钴基合金组合粉末用100目筛网平铺筛分；取足量的筛分后的钴基合金组合粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光覆熔用钴基合金组合粉末，其特征在于，包括以下组分：无碳钴基合金粉末和富碳碳化铬粉末，其重量比为(4～6.2):1；所述无碳钴基合金粉末中各元素的质量分数为Co：60～65％，Cr：24～30％，X：4～10％，Si：≤2.0％，其中，X为W、Mo中的至少一种；以及所述富碳碳化铬粉末中各元素的质量分数为Cr：84.5～86.1％，C：13.4～14.3％，余量为Al、Fe、O、N中的至少一种。2.根据权利要求1所述的激光覆熔用钴基合金组合粉末，其特征在于，所述无碳钴基合金粉末的粒度为100～270目；以及所述富碳碳化铬粉末的粒度为100～325目。3.一种制备钴基合金熔覆层的方法，其特征在于，包括以下步骤：筛分出粒度为100～270目的无碳钴基合金粉末；将100～270目的无碳钴基合金粉末和100～325目的富碳碳化铬粉末按(4～6.2):1的重量比投入混料机中混合，制备成钴基合金组合粉末；将制备得到的钴基合金组合粉末用100目筛网平铺筛分；取足量的筛分后的钴基合金组合粉末以同轴送粉的方式送至激光熔覆区，利用激光器进行激光辐照熔覆处理，以在基材表面形成钴基合金熔覆层。4.根据权利要求3所述的制备钴基合金熔覆层的方法，其特征在于，所述无碳钴基合金粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑云，彭炜，陈云，张晓平，
申请(专利权)人：盘星新型合金材料常州有限公司，
类型：发明
国别省市：