耐磨Cr8Mo2SiV钢件及制备方法和用于Cr8Mo2SiV 钢的Ni基耐磨合金粉技术

本发明专利技术公开了一种耐磨Cr8Mo2SiV钢件及制备方法和用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉，Ni基耐磨合金粉包括质量百分比计为C：1～2.5％，Cu：7～14％，Si：0.8～1.5％；B：0.4～0.8％，余量为Ni和不可避免的微量杂质的第一组分和为Ni包覆WC粉的第二组分为，二者的质量比为35～70：30～65。将上述用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉通过激光熔覆方法在Cr8Mo2SiV钢基体表面形成耐磨层。通过上述Ni基耐磨合金粉在钢基体激光熔覆形成耐磨层可以获得高硬度和高耐磨性能的耐磨层，进而提高钢的硬度和耐磨性能，能够有效应用于高性能模具和隧道盾构掘进刀圈。

【技术实现步骤摘要】
耐磨Cr8Mo2SiV钢件及制备方法和用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉
本专利技术涉及金属材料领域，具体而言，涉及一种耐磨Cr8Mo2SiV钢件及制备方法和用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉。
技术介绍
随着工业技术的迅速发展，国内外制造工业广泛使用模具加工技术代替传统的切削加工工艺。模具的工作条件苛刻，对模具材料-模具钢的要求很高，特别是对于高性能模具和隧道盾构掘进刀圈等。Cr8Mo2SiV钢为高碳中铬型模具钢，是在SKD11高碳高铬莱氏体冷作模具钢基础上设计开发的新型工具钢，其特点是通过减少碳、铬含量来抑制莱氏体共晶的形成，是M7C3碳化物微细均匀少量析出，提高塑韧性，获得优良的塑性-韧性配合。但现有的Cr8Mo2SiV钢其硬度和耐磨性能在应用于高性能模具和隧道盾构掘进刀圈等方面还有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的包括提供一种耐磨Cr8Mo2SiV钢件及制备方法和用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉，以改善现有的Cr8Mo2SiV钢的硬度和耐磨性能。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一方面，本专利技术提供了一种用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉，其包括第一组分和第二组分，第一组分按质量百分比计包括C：1～2.5％，Cu：7～14％，Si：0.8～1.5％；B：0.4～0.8％，余量为Ni和不可避免的微量杂质；第二组分为Ni包覆WC粉，第一组分和第二组分的质量比为35～70：30～65。另一方面，本专利技术还提供了一种耐磨Cr8Mo2SiV钢件，其包括Cr8Mo2SiV钢基体以及位于Cr8Mo2SiV钢基体表面的耐磨层，耐磨层是通过激光熔覆上述用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉得到的。另一方面，本专利技术还提供了一种耐磨Cr8Mo2SiV钢件的制备方法，其包括：将上述用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉通过激光熔覆方法在Cr8Mo2SiV钢基体表面形成耐磨层。通过上述Ni基耐磨合金粉在Cr8Mo2SiV钢基体激光熔覆形成耐磨层可以获得高硬度和高耐磨性能的耐磨层，进而提高Cr8Mo2SiV钢的硬度和耐磨性能，能够有效应用于高性能模具和隧道盾构掘进刀圈，具有良好的经济效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术实施例3的Ni基耐磨合金粉的光学显微镜观测图；图2为本专利技术实施例3球磨后的超细稀土钴合金粉的扫描电镜形貌图；图3为本专利技术实施例3球磨后的超细稀土钴合金粉的成分能谱分析图；图4为本专利技术实施例3激光熔覆后切割打磨后的Cr8Mo2SiV样品；图5为本专利技术实施例3得到的Cr8Mo2SiV的表面的光学显微镜下的成像图。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施方式或实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂除非特别说明，皆为市购常规试剂或原料，实施方式或实施例所使用的试验方法除非特别说明，皆为本领域常规方法。下面对本专利技术实施方式的涉及耐磨Cr8Mo2SiV钢件及制备方法和用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉进行具体说明。本专利技术的一些实施方式提供了一种用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉，其包括第一组分和第二组分，第一组分按质量百分比计包括C：1～2.5％，Cu：7～14％，Si：0.8～1.5％；B：0.4～0.8％，余量为Ni和不可避免的微量杂质；第二组分为Ni包覆WC粉，第一组分和第二组分的质量比为35～70：30～65。其中，Ni包覆WC粉的分子式可以为WC85Ni15。专利技术人发现针对Cr8Mo2SiV钢，通过热处理后，硬度达到62-64HRC后，从钢铁材料耐磨性上来说，已经达到极限，要想提高其表面耐磨性，则须通过表面强化方法如等离子喷涂、等离子喷焊、堆焊、表面气相沉积、激光熔覆等在其表面形成一层耐磨层。等离子喷涂形成的涂层与母材为机械结合，结合强度较低；堆焊、等离子喷焊与母材为冶金结合，但是由于热输入大，变形量较大，影响母材性能；气相沉积也是机械结合，并且涂层很薄，耐磨性不佳。而激光熔覆是以激光为热源，通过预铺粉或者同步送粉，将粉末熔融沉积在母材表面，能量集中，热影响区小，稀释率低，形成冶金结合，因此，选择激光熔覆来对Cr8Mo2SiV钢进行表面处理。现有的主要激光熔覆粉主要为Fe基、Ni基、Co基自熔性合金粉。Ni基合金粉末因为具有耐高温、耐磨性能和优异的性价比，广泛的应用于激光熔覆领域，但是通过将现有的Ni基合金粉末进行激光熔覆在Cr8Mo2SiV钢表面上发现其熔覆层开裂明显，不能够有效提高Cr8Mo2SiV钢的硬度和耐磨性能。而通过本专利技术上述实施方式的第一组分和第二组分的组成配比得到的Ni基耐磨合金粉，其能够通过激光熔覆在Cr8Mo2SiV钢表面形成致密、无裂纹、且耐磨的熔覆层，进而能够达到提高Cr8Mo2SiV钢的硬度和耐磨性能。其原因可能在于，现有的高耐磨Ni基合金粉一般为沿用等离子喷涂/喷焊的成分，其含有较高含量的B和Si，而本专利技术的实施方式通过降低B和Si的含量并与其他物质进行比例的调节，再添加有Ni包覆WC粉，从而对激光熔覆粉进行了性能的优化，使得其能够适应经过热处理后的Cr8Mo2SiV钢，得到的熔覆层能够致密、无裂纹。根据一些实施方式，第一组分和第二组分的粒径均为150～300目。通过上述粒径的选择，可以使得第一组分和第二组分之间能够进行充分均匀的混合，在进行激光熔覆的时候有利于Ni基耐磨合金粉的熔凝。进一步地，为了促进熔覆过程的熔融液滴形核，抑制氧化，Ni基耐磨合金粉还包括第三组分，第二组分与第三组分的质量比为34～37：0.4～0.6，第三组分为超细稀土钴合金粉，超细稀土钴合金粉的成分按质量百分比计包括：Sm：24～26％，Co：49～51％，Fe：19～21％，Cu：4.7～4.8％，Ga：0.23～0.27％。一些优选实施方式中，超细稀土钴合金粉的成分按质量百分比计包括：Sm：25％，Co：50％，Fe：20％，Cu：4.75％，Ga：0.25％。为了保证超细稀土钴合金粉能够充分有效地在Ni基耐磨合金粉对其进行作用，达到抑制氧化，促进熔融液滴形核的作用，一些优选实施方式中，超细稀土钴合金粉的粒径为1～10微米，例如2～8微米，3～7微米或2～5微米等。本专利技术的一些实施方式还提供了一种耐磨Cr8Mo2SiV钢件，其包括Cr8Mo2SiV钢基体以及位于Cr8Mo2SiV钢基体表面的耐磨层，耐磨层是通过激光熔覆上述用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉得到的。其中，Cr8Mo2SiV钢基体为特定形状的Cr8Mo2SiV钢，例如，刀圈、模具等。本专利技术的一些实施方式还涉及上述耐磨Cr8Mo2SiV钢件的制备方法，其包括：将上述用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉通过激光熔覆方法在Cr8Mo2SiV钢基体表面形成耐磨层。具体地，激光熔覆的工艺参数可以为：激光功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉，其特征在于，其包括第一组分和第二组分，所述第一组分按质量百分比计包括C：1～2.5％，Cu：7～14％，Si：0.8～1.5％；B：0.4～0.8％，余量为Ni和不可避免的微量杂质；所述第二组分为Ni包覆WC粉，所述第一组分和所述第二组分的质量比为35～70：30～65。

【技术特征摘要】
1.一种用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉，其特征在于，其包括第一组分和第二组分，所述第一组分按质量百分比计包括C：1～2.5％，Cu：7～14％，Si：0.8～1.5％；B：0.4～0.8％，余量为Ni和不可避免的微量杂质；所述第二组分为Ni包覆WC粉，所述第一组分和所述第二组分的质量比为35～70：30～65。2.根据权利要求1所述的用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉，其特征在于，所述第一组分和所述第二组分的粒径均为150～300目。3.根据权利要求2所述的用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉，所述Ni基耐磨合金粉还包括第三组分，所述第三组分与所述第二组分的质量比为0.4～0.6：34～37，所述第三组分为超细稀土钴合金粉，所述超细稀土钴合金粉的成分按质量百分比计包括：Sm：24～26％，Co：49～51％，Fe：19～21％，Cu：4.7～4.8％，Ga：0.23～0.27％，优选地，所述超细稀土钴合金粉的成分按质量百分比计包括：Sm：25％，Co：50％，Fe：20％，Cu：4.75％，Ga：0.25％，优选地，所述超细稀土钴合金粉的粒径为1～10微米。4.一种耐磨Cr8Mo2SiV钢件，其特征在于，其包括Cr8Mo2SiV钢基体以及位于所述Cr8Mo2SiV钢基体表面的耐磨层，所述耐磨层是通过激光熔覆如权利要求1～3任一项所述的用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉得到的；优选地，所述Cr8Mo2SiV钢基体的硬度为62-64HRC和/或冲击功AKU为20-30J；优选地，所述Cr8Mo2SiV钢基体的表面粗超度Ra为3.2-6.3；优选地，所述Cr8Mo2SiV钢基体的表面具有微纳结构；优选地，所述耐磨层的厚度为1-2mm。5.一种耐磨Cr8Mo2SiV钢件的制备方法，其特征在于，其包括：将如权利要求1～3任一项所述的用于Cr8Mo2SiV钢的Ni基耐磨合金粉通过激光熔覆方法在Cr8Mo2SiV钢基体表面形成耐磨层。6.根据权利要求5所述的Cr8Mo2SiV钢件的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡登文，陈辉，刘艳，马彦龙，谢韶，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51