【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种(ti,w)c增强镍基合金及其制备方法，属于表面强化材料。
技术介绍
1、疲劳、摩擦磨损、腐蚀是工业关键部件的主要失效方式，若直接报废，不仅增加制造成本，还造成资源的极大浪费。再制造作为绿色循环经济的一种高级形式，采用等离子、激光、电子束等各种表面修复技术可实现失效关键部件重获新生。等离子熔覆具有材料选择性广、熔覆区形状不受限制等特点，通过在失效部件表面形成与基体冶金结合的涂层，恢复零部件表面尺寸且赋予其预期的耐磨、长寿化等工程需求，等离子熔覆成为了高端装备的关键部件高效修复及再制造的重要手段。
2、现有技术中，等离子熔覆常用的合金粉末是在ni、fe、co等基体合金中加入具有强烈的脱氧和自熔作用的si、b等元素形成的自熔性合金粉末，但是单一的自溶性合金粉体难以满足高温苛刻服役环境下的耐磨需求，往往辅加陶瓷增强相，tic和wc是主要的外加陶瓷增强相；tic硬度高、价格低廉、在高温下结构稳定，但其密度低，在等离子熔覆形成的涂层中易于上浮，导致tic在涂层中不同区域分布不均匀。wc与基体合金的润湿性优于tic，但其密度高，当wc添加比例较高时在等离子熔覆形成的涂层中易于在涂层底部沉积。作为辅加陶瓷增强相，tic或者wc由于密度和ni、fe、co等基体合金差异较大在混合粉体中形成难以避免的层现象。
3、王永东，宫书林，汤明日，等.等离子熔覆石墨烯ni基c-w-ti复合涂层的实验研究[j].黑龙江科技大学学报，2021，31(1):6.doi:10.3969/j.issn.2095-7262.20
4、cn109852830a公开了一种超细碳化物颗粒增强金属基复合材料及其制备方法，其通过脱胶碳纤维球磨结合超声处理工艺，得到超细碳颗粒嵌入金属粉末，碳颗粒原位生成金属碳化物，再与其他颗粒相混料-压制-预烧结-烧结，得到均匀分布的超细碳化物颗粒增强金属基复合材料。原位生成的超细碳化物颗粒占复合材料的体积分数5～60％。本专利技术所设计和制备的超细碳化物颗粒增强金属基复合材料兼具金属的高强高韧、耐腐蚀等性能，以及碳化物的高硬度、耐磨性、抗氧化等性能，制备工艺简单，成本低，且碳化物与基体金属结合更好。然而其工艺复杂，且材料成型原理与本专利技术完全不同，为烧结缓慢凝固，与本专利技术材料快速凝固不同。
5、针对以上问题，本专利技术采用等离子熔覆快速成型技术，在合金钢基材上制备了(ti,w)c增强镍基合金耐磨涂层，碳化物在涂层中实现均匀分布。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的是提供一种新的(ti,w)c增强镍基合金。
2、为达到本专利技术的上述第一个目的，所述(ti,w)c增强镍基合金由如下化学元素组成：ti 6～20wt％，c 3～6wt％，w 10～35wt％，si 1.5～2.5wt％，b 0.5～1wt％，余量为ni及不可避免的杂质；所述(ti,w)c增强镍基合金中包括(ti,w)c单相固溶体增强相，所述(ti,w)c单相固溶体在镍基合金中均匀分布。
3、在一种具体实施方式中，所述(ti,w)c单相固溶体增强相的ti:w原子摩尔比为6～8:4～2。
4、在一种具体实施方式中，所述化学元素组成：ti 6～20wt％，c 3～6wt％，w 10～33wt％，si 1.5～2.5wt％，b 0.6～1wt％，余量为ni及不可避免的杂质。
5、在一种具体实施方式中，所述(ti,w)c增强镍基合金的制备方法包括采用等离子熔覆在基体材料上形成(ti,w)c增强镍基合金涂层。
6、在一种具体实施方式中，所述基体材料为钢；优选为低碳钢或中碳钢中的至少一种。
7、在一种具体实施方式中，所述(ti,w)c增强镍基合金涂层的厚度为3～5mm。
8、在一种具体实施方式中，所述(ti,w)c增强镍基合金的制备方法包括以下步骤：
9、a、混料：按照所述(ti,w)c增强镍基合金中各化学元素的重量百分比，称取nibsi合金、(ti,w)c单相固溶体，并混合均匀得到混合粉体，所述混合粉体的粒径为53～150μm；
10、b、等离子熔覆：将所述混合粉体在基体材料的表面等离子熔覆形成(ti,w)c增强镍基合金涂层。
11、在一种具体实施方式中，b步骤所述等离子熔覆在惰性保护气体中进行；所述惰性保护气体优选为氦气、氖气、氩气、氪气、氡气中的至少一种。
12、在一种具体实施方式中，b步骤所述等离子熔覆的条件参数为：电流120～170a；线速度1～6mm/s；送粉量20～60g/min；惰性保护气体流量5～15l/min；搭接量40～60％；光斑尺寸3～6mm。
13、本专利技术要解决的第二个目的是提供一种上述的(ti,w)c增强镍基合金的制备方法。
14、为达到本专利技术的第二个目的，所述的(ti,w)c增强镍基合金的制备方法包括以下步骤：
15、a、混料：按照所述(ti,w)c增强镍基合金中各化学元素的重量百分比，称取nibsi合金、(ti,w)c单相固溶体，并混合均匀得到混合粉体，所述混合粉体的粒径为53～150μm；
16、b、等离子熔覆：将所述混合粉体在基体材料的表面等离子熔覆形成(ti,w)c增强镍基合金涂层；
17、b步骤所述等离子熔覆优选在惰性保护气体中进行；所述惰性保护气体优选为氦气、氖气、氩气、氪气、氡气中的至少一种；
18、b步骤所述等离子熔覆的条件参数优选为：电流120～170a；线速度1～6mm/s；送粉量20～60g/min；惰性保护气体流量5～15l/min；搭接量40～60％；光斑尺寸3～6mm。
19、有益效果：
20、1.本专利技术通过调整ti/w原子比实现(ti,w)c增强相和镍基合金密度相近，(ti,w)c陶瓷增强相和镍基合金粉形成的混合粉体避免了分层现象，且(ti,w)c陶瓷增强相在镍基合金涂层中实现均匀分布。
21、2.本专利技术的制备工艺简单。
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1.(Ti,W)C增强镍基合金，其特征在于，所述(Ti,W)C增强镍基合金由如下化学元素组成：Ti 6～20wt％，C 3～6wt％，W 10～35wt％，Si 1.5～2.5wt％，B 0.5～1wt％，余量为Ni及不可避免的杂质；所述(Ti,W)C增强镍基合金中包括(Ti,W)C单相固溶体增强相，所述(Ti,W)C单相固溶体在镍基合金中均匀分布。
2.根据权利要求1所述的(Ti,W)C增强镍基合金，其特征在于，所述(Ti,W)C单相固溶体增强相的Ti:W原子摩尔比为6～8:4～2。
3.根据权利要求1或2所述的(Ti,W)C增强镍基合金，其特征在于，所述化学元素组成：Ti 6～20wt％，C 3～6wt％，W 10～33wt％，Si 1.5～2.5wt％，B 0.6～1wt％，余量为Ni及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1或2所述的(Ti,W)C增强镍基合金，其特征在于，所述(Ti,W)C增强镍基合金的制备方法包括采用等离子熔覆在基体材料上形成(Ti,W)C增强镍基合金涂层。
5.根据权利要求4所述的(Ti,W)C增强镍基合金
6.根据权利要求4所述的(Ti,W)C增强镍基合金，其特征在于，所述(Ti,W)C增强镍基合金涂层的厚度为3～5mm。
7.根据权利要求4所述的(Ti,W)C增强镍基合金，其特征在于，所述(Ti,W)C增强镍基合金的制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的(Ti,W)C增强镍基合金，其特征在于，b步骤所述等离子熔覆在惰性保护气体中进行；所述惰性保护气体优选为氦气、氖气、氩气、氪气、氡气中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的(Ti,W)C增强镍基合金，其特征在于，b步骤所述等离子熔覆的条件参数为：电流120～170A；线速度1～6mm/s；送粉量20～60g/min；惰性保护气体流量5～15L/min；搭接量40～60％；光斑尺寸3～6mm。
10.如权利要求1～9任一项所述的(Ti,W)C增强镍基合金的制备方法，其特征在于，所述(Ti,W)C增强镍基合金的制备方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.(ti,w)c增强镍基合金，其特征在于，所述(ti,w)c增强镍基合金由如下化学元素组成：ti 6～20wt％，c 3～6wt％，w 10～35wt％，si 1.5～2.5wt％，b 0.5～1wt％，余量为ni及不可避免的杂质；所述(ti,w)c增强镍基合金中包括(ti,w)c单相固溶体增强相，所述(ti,w)c单相固溶体在镍基合金中均匀分布。
2.根据权利要求1所述的(ti,w)c增强镍基合金，其特征在于，所述(ti,w)c单相固溶体增强相的ti:w原子摩尔比为6～8:4～2。
3.根据权利要求1或2所述的(ti,w)c增强镍基合金，其特征在于，所述化学元素组成：ti 6～20wt％，c 3～6wt％，w 10～33wt％，si 1.5～2.5wt％，b 0.6～1wt％，余量为ni及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1或2所述的(ti,w)c增强镍基合金，其特征在于，所述(ti,w)c增强镍基合金的制备方法包括采用等离子熔覆在基体材料上形成(ti,w)c增强镍基合金涂层。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，张雪峰，冯中学，刘财勇，肖玄，蒋燕，翁刘，周浩然，胡龙一，朱薪颖，张鑫，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：
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