【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料制备，具体为一种耐磨抗蚀镍基合金棒材及其制备方法。
技术介绍
1、镍基合金因其优异的机械性能、抗氧化性和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、石油化工、海洋工程等领域。然而，随着应用环境日益复杂和苛刻，现有镍基合金在高温、高压、强腐蚀环境下的耐磨性能和抗腐蚀性能仍需进一步提升，以满足更高的使用要求。传统的镍基合金棒材虽然具有一定的强度和耐腐蚀性能，但在高摩擦、高应力条件下，容易发生磨损和失效，严重影响了设备的使用寿命和可靠性。
2、传统的镍基合金虽然具有较好的综合性能，但在高摩擦、高应力条件下，其耐磨性不足，容易产生磨损，从而影响设备的使用寿命和可靠性。此外，镍基合金在强腐蚀环境下，抗腐蚀能力也存在一定的局限性。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种耐磨抗蚀镍基合金棒材及其制备方法，解决了现有镍基合金在高温、高压、强腐蚀环境下耐磨性能和抗腐蚀性能不足的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种耐磨抗蚀镍基合金棒材，按重量百分比计，包括以下组分：镍55-65％、铬15-20％、钼3-5％、钨1-3％、钴5-7％、铝0.5-1.5％、钛1-3％、铁3-5％、碳0.05-0.2％、硅0.1-0.5％、锰0.1-0.5％、硼0.001-0.01％、硼化钛0.5-1％、稀土元素0.1-0.5％、氮化物0.5-1％、碳化物0.5-1％、石墨烯0.1-0.5％。
3、优选的，稀土元素任选铈、镧和钕中
4、优选的，氮化物任选氮化硅、氮化钛和氮化锆中的一种或多种。
5、优选的，碳化物任选碳化钨、碳化硼和碳化铬中的一种或多种。
6、一种耐磨抗蚀镍基合金棒材制备方法，包括以下步骤：
7、a.准备合金粉末，将镍、铬、钼、钨、钴、铝、钛、铁、碳、硅、锰、硼、硼化钛、稀土元素、氮化物、碳化物和石墨烯按比例混合；
8、b.在惰性气体保护下进行机械合金化，球磨20-30h；
9、c.通过二次球磨与纳米石墨烯、纳米碳化物和纳米氮化物复合，球磨时间为10-15h，球磨转速为150-300rpm；
10、d.将复合合金粉末装入石墨模具中，在真空或惰性气体环境下进行放电等离子烧结；
11、e.进行热处理，包括固溶处理和时效处理；
12、f.使用高速球体撞击设备，对合金棒材进行表面机械研磨处理，处理时间为20-40min，撞击频率为20-40hz；
13、g.采用激光熔覆技术在合金棒材表面涂覆含有高硬度纳米颗粒的复合涂层，涂层厚度为50-150μm，激光功率为500-1500w，扫描速度为1-5mm/s；
14、a步骤具体包括以下步骤：
15、a1.按比例称量镍、铬、钼、钨、钴、铝、钛、铁、碳、硅、锰、硼、硼化钛、稀土元素、氮化硅、氮化钛、碳化钨、碳化硼、碳化铬和石墨烯；
16、a2.将称量好的材料在真空或惰性气体保护下进行混合，混合时间为1-3h。
17、优选的，a步骤、b步骤和c步骤中的惰性气体均包括氩气和氦气，b步骤中的球磨介质为锈钢球或碳化钨球。
18、g步骤中含有高硬度纳米颗粒的复合涂层的制备步骤为：
19、高硬度纳米颗粒：选择硼化钛、氮化硅、碳化硼作为高硬度纳米颗粒；
20、基体材料：选择镍基合金粉末作为基体材料；
21、混合比例：高硬度纳米颗粒占复合涂层粉末总重量的5-15％，其余部分为镍基合金粉末；
22、混合过程：将高硬度纳米颗粒与镍基合金粉末在球磨机中混合，球磨时间为10-20h，转速为150-300rpm。
23、d步骤具体包括以下步骤：
24、d1.将复合合金粉末装入石墨模具中；
25、d2.在真空或惰性气体环境下进行放电等离子烧结，烧结温度为1100-1300℃，施加压力为15-25℃，保温时间为5-15min；
26、d3.在放电等离子烧结过程中，使用激光预热粉末，激光功率为300-700w，扫描速度为10-20mm/s。
27、e步骤具体包括以下步骤：
28、e1.固溶处理：将烧结后的合金棒材加热至1050-1250℃，保温时间为0.5-2h，然后快速水冷；
29、e2.时效处理：将固溶处理后的合金棒材加热至700-800℃，保温6-10h后空冷；
30、e3.等离子体强化：在固溶处理后，使用等离子体处理设备对合金棒材表面进行处理，处理时间为30-60min，等离子体能量为500-1000w。
31、本专利技术提供了一种耐磨抗蚀镍基合金棒材及其制备方法。具备以下有益效果：
32、1、本专利技术通过引入硼化钛、氮化物和碳化物等高强度增强相，显著提高了合金棒材的耐磨性能，能够在高摩擦工况下保持较长的使用寿命，减少了设备维护和更换频率。
33、2、本专利技术通过添加稀土元素，显著改善了合金的抗氧化和抗腐蚀能力，使材料在酸、碱和高盐环境下具有优异的耐腐蚀性能，使得该棒材可适用于石油化工、海洋工程等腐蚀环境中应用。
34、3、本专利技术通过采用高温固溶处理和时效处理，使合金棒材在高温条件下保持优异的强度和稳定性，使得该棒材可适用于航空航天和高温工业设备中应用。
35、4、本专利技术通过纳米晶强化处理和表面机械研磨处理，细化合金晶粒结构，提高了材料的整体强度和硬度，使其在高应力条件下具有更好的抗变形能力。
36、5、本专利技术通过采用激光熔覆技术，在合金棒材表面涂覆含有高硬度纳米颗粒的复合涂层，显著提高了表面的硬度和耐磨性，延长了材料的使用寿命，同时提高了其抗腐蚀性能。
37、6、本专利技术通过机械合金化和纳米复合处理，确保合金粉末的均匀混合和致密化，制备出的合金棒材具有优良的组织均匀性和致密度，提高了材料的综合性能，并且放电等离子烧结和激光辅助烧结技术，相较于传统烧结工艺，具有较低的能耗和较少的污染排放，有助于节能减排和环境保护。
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1.一种耐磨抗蚀镍基合金棒材，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：镍55-65％、铬15-20％、钼3-5％、钨1-3％、钴5-7％、铝0.5-1.5％、钛1-3％、铁3-5％、碳0.05-0.2％、硅0.1-0.5％、锰0.1-0.5％、硼0.001-0.01％、硼化钛0.5-1％、稀土元素0.1-0.5％、氮化物0.5-1％、碳化物0.5-1％、石墨烯0.1-0.5％。
2.根据权利要求1的一种耐磨抗蚀镍基合金棒材，其特征在于，稀土元素任选铈、镧和钕中的一种或多种。
3.根据权利要求1的一种耐磨抗蚀镍基合金棒材，其特征在于，氮化物任选氮化硅、氮化钛和氮化锆中的一种或多种。
4.根据权利要求1的一种耐磨抗蚀镍基合金棒材，其特征在于，碳化物任选碳化钨、碳化硼和碳化铬中的一种或多种。
5.一种耐磨抗蚀镍基合金棒材制备方法，其特征在于，用于制备上述任一项权利要求1-4中的一种耐磨抗蚀镍基合金棒材，包括以下步骤：
6.根据权利要求5的一种耐磨抗蚀镍基合金棒材制备方法，其特征在于，a步骤、b步骤和c步骤中的惰性气体均包括氩
...【技术特征摘要】
1.一种耐磨抗蚀镍基合金棒材，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：镍55-65％、铬15-20％、钼3-5％、钨1-3％、钴5-7％、铝0.5-1.5％、钛1-3％、铁3-5％、碳0.05-0.2％、硅0.1-0.5％、锰0.1-0.5％、硼0.001-0.01％、硼化钛0.5-1％、稀土元素0.1-0.5％、氮化物0.5-1％、碳化物0.5-1％、石墨烯0.1-0.5％。
2.根据权利要求1的一种耐磨抗蚀镍基合金棒材，其特征在于，稀土元素任选铈、镧和钕中的一种或多种。
3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈云忠，江静华，
申请(专利权)人：江苏吕泰合金有限公司，
类型：发明
国别省市：
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