【技术实现步骤摘要】
本申请涉及合金制造，具体涉及一种碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法。
技术介绍
1、飞机发动机叶片在高温下高速旋转容易磨损，碳化铌强化钴基复合材料可以作为耐磨片材料来减少高温高速旋转对单晶叶片本体的磨损。这种耐磨材料中含有大量的钨，钼，铌等难熔金属元素和1.5-2.5%的碳元素，在熔炼过程中会形成大量碳化物强化相，从而提高了合金的耐磨性能。
2、但是真空感应熔炼制备合金成分偏析大，并且缩孔较多，造成合金成品率低且实际使用效果不佳。因此需要针对该问题研发出相应的解决方案。
技术实现思路
1、专利技术目的：由于目标金属合金中含有大量的铌钼钨等高熔点高比重元素，并且含有1-3%的碳元素，采用真空管熔炼过程容易极度容易造成偏析。为了解决该技术难题，本申请提供了一种碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法。
2、技术方案：本专利技术提供了一种碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，所述的碳化铌强化钴基材料为含有1.8-3%碳及铌、钼、钨的高碳合金。
3、所述的制备方法，步骤如下：
4、步骤1，将下列原料布料：金属钴，钴碳合金，金属钼，钴钨合金，钴铌合金，金属铬，纯铁，铝锭；抽真空，送功率开始加热，带合金原料熔清后加热到1600-1650℃，降温并维持在1600-1620℃之间，进行精练，精练后进行浇铸，浇铸温度控制在1620-1640℃，浇铸功率20-30kw，浇铸成合金铸锭。
5、步骤2，将上述合金铸锭装入熔炼设备，抽真空到10pa以下，加功率进
6、步骤3，将上述合金粉末放在石墨模具中，铺平，在真空热压烧结炉中烧结8-12小时成型。烧结真空度0.1pa以内，烧结压力30-35mpa。
7、具体的，所述的碳化铌强化钴基材料的合金成分为：nb：16-18%、cr：22-24%、w:12-14%、mo：2-3%、fe：2-5%、al：2-3%，c：1.8-3%、co余量。
8、具体的，所述的钴铌合金，其中铌含量60-80%；所述的钴钨合金，其中钨含量30-50%；所述的钴碳合金，其中碳含量1-5%。之所以要控制上述中间合金的元素含量，是因为直接加入金属钨，金属铌，会造成合金中钨含量熔化不彻底以及钨、铌元素在合金内分布非常不均匀，直接加入高纯石墨，碳会漂浮在熔体上，难以在熔体中分布均匀，无法形成均匀的碳化铌强化相，影响合金的使用效果。钴铌，钴钨合金的成分比例都是将成分设计在二元合金的共晶点附近，更有利于中间合金成分的均匀性。进一步的优选，钴铌合金中，铌含量70-75%；钴钨合金中，钨含量40-45%。
9、具体的，步骤1中，加热的具体工艺为：抽真空到小于15pa，送功率10-30kw，真空度小于5pa，送功率30-50kw，料发红，功率加大到40-60kw熔化过程有喷溅，适当降低功率，熔清后加热到1600-1650摄氏度。
10、具体的，步骤1中，所述的精练，精炼5-10分钟，精炼真空度2pa。
11、进一步的，步骤1中，布料顺序优选为fe-mo-coc- cow- conb-cr-al，之所以按这样的顺序布料，是因为将难熔的金属及合金布料在感应熔炼能量高的区域，有助于难熔金属受热熔化。
12、具体的，步骤2中，加功率7-12kw进行预热，20-50分钟后继续升高功率到40-60kw，当合金熔化后精炼10-20分钟，精炼功率60-80kw，温度控制在1680℃，浇铸温度控制在1620-1660℃。
13、具体的，步骤2中，精炼功率60-80kw，温度控制在1680℃，浇铸温度控制在1620-1660℃。雾化压力控制在2.5-3.5mpa，雾化时间3-7min。
14、具体的，步骤3中，所述的烧结工艺为：室温-600℃ 1h，600℃ 0.5h，600℃-950℃1-2 h，950℃ 2-3h，950-1000℃ 0.5-1h，1050-1150℃ 3-4h 然后炉内冷却到室温，出炉。
15、有益效果：本方法采用真空感应熔炼、气雾化制粉以及热压烧结的工艺制备了碳化钨强化钴基复合材料，该制备方法制备出的产品成分稳定均匀，高熔点元素和碳元素均没有偏析。
16、本方法通过真空感应熔炼，制粉在热压烧结三联工艺制备，使得合金成分实现了均匀化，从金相组织可以看出碳化铌强化相可以均匀弥散分布在合金内部，经过对不同部位合金成分进行检测，成分均匀稳定。工艺稳定性好，适用于高端航空单晶叶片配套耐磨材料使用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述的碳化铌强化钴基材料为含有1.8-3%碳及铌、钼、钨的高碳合金，制备步骤如下：
2.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述的碳化铌强化钴基材料的合金成分为：Nb：16-18%、Cr：22-24%、W：12-14%、Mo：2-3%、Fe：2-5%、Al：2-3%，C：1.8-3%、Co余量。
3.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述的钴铌合金，其中铌含量60-80%；所述的钴钨合金，其中钨含量30-50%；所述的钴碳合金，其中碳含量1-5%。
4.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，布料顺序为Fe-Mo-CoC- CoW- CoNb-Cr-Al。
5.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，加热的具体工艺为：抽真空到小于15Pa，送功率10-30kW，真空度小于5Pa，送功率30-50kW，料发红，功率加大到40-60kW熔化过程有喷溅，
6.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的精练，精炼5-10分钟，精炼真空度2Pa。
7.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，加功率7-12KW进行预热，20-50分钟后继续升高功率到40-60kW，当合金熔化后精炼10-20分钟，精炼功率60-80kW，温度控制在1680℃，浇铸温度控制在1620-1660℃。
8.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，精炼功率60-80kW，温度控制在1680℃，浇铸温度控制在1620-1660℃；雾化压力控制在2.5-3.5MPa，雾化时间3-7min。
9.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述的烧结工艺为：室温-600℃ 1h，600℃ 0.5h，600℃-950℃ 1-2 h，950℃ 2-3h，950-1000℃ 0.5-1h，1050-1150℃ 3-4h，然后炉内冷却到室温，出炉。
10.根据权利要求9所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，烧结温度为1100℃。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述的碳化铌强化钴基材料为含有1.8-3%碳及铌、钼、钨的高碳合金，制备步骤如下：
2.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述的碳化铌强化钴基材料的合金成分为：nb：16-18%、cr：22-24%、w：12-14%、mo：2-3%、fe：2-5%、al：2-3%，c：1.8-3%、co余量。
3.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，所述的钴铌合金，其中铌含量60-80%；所述的钴钨合金，其中钨含量30-50%；所述的钴碳合金，其中碳含量1-5%。
4.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，布料顺序为fe-mo-coc- cow- conb-cr-al。
5.根据权利要求1所述的碳化铌强化钴基耐磨材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，加热的具体工艺为：抽真空到小于15pa，送功率10-30kw，真空度小于5pa，送功率30-50kw，料发红，功率加大到40-60kw熔化过程有喷溅，适当降低功率，熔清后加热到1600-1650摄氏度。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：王晓蓉，于连旭，邓军，余潮革，文超，马步洋，
申请(专利权)人：江苏美特林科特殊合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。