一种激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末制造技术

本发明专利技术属于化工、冶金技术领域，特别是涉及一种激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末。该粉末包括Cr、Fe、Ni、B、Al、Si、V、C、Ni，其特征在于还包括有Y2O3、Hf，其中各组分的质量百分数为：Cr：3～7％；B：0.6～2％；Al：0.6～2％；C：0.1～0.3％；V：1～2.5％；Fe：2～5％；Si：2～5％；Y2O3：0.1～0.3％；Hf：0.1～0.3％；Ni：余量。本发明专利技术解决并提高了镍基合金粉末在激光熔覆层中的抗裂性、成型性、工艺稳定性和成分均匀性，满足了加工部件对熔覆层耐高温氧化、抗疲劳和适中硬度等的综合性能要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于化工、冶金
，特别是涉及一种激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末。该粉末包括Cr、Fe、Ni、B、Al、Si、V、C、Ni，其特征在于还包括有Y203、Hf，其中各组分的质量百分数为：Cr：3?7%;B:0.6?2%；A1:0.6?2%;C:0.1?0.3%；V：1?2.5%；Fe：2?5%；Si：2?5%；Y203：0.1?0.3%;Hf:0.1?0.3%；Ni:余量。本专利技术解决并提高了镍基合金粉末在激光熔覆层中的抗裂性、成型性、工艺稳定性和成分均匀性，满足了加工部件对熔覆层耐高温氧化、抗疲劳和适中硬度等的综合性能要求。【专利说明】一种激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末
本专利技术属于化工、冶金
，涉及一种适合于激光熔覆的镍基合金粉末材料， 特别是涉及一种激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末。
技术介绍
目前，国内外的耐高温氧化涂层多采用喷涂、喷焊等传统工艺制得，这些传统工艺 制得的耐高温氧化涂层有一些难以克服的问题。比如：耐高温氧化层实际功能层很薄；制 造涂层过程中易产生气孔、夹杂等缺陷；涂层与母材结合面为非冶金结合，涂层易出现脱落 等问题。而采用激光熔覆技术制造耐高温氧化涂层则可以有效解决以上问题，且大大降低 了制造耐高温氧化涂层的工艺条件要求，同时降低了成本。 激光熔覆作为一种先进的金属表面改性技术，随着激光器功率和稳定性的不断提 高，得到了迅速推广和广泛应用。激光熔覆是在金属表面获得与基体牢固冶金结合，且无气 孔、裂纹等缺陷的高性能表面覆层的先进表面改性技术，它可以将高熔点的合金材料熔覆 在低熔点的基材表面，也可以在低成本基材上制备出高性能的表面涂层，以取代大量高级、 高性能的整体材料，节约贵重金属，降低零部件成本。激光熔覆解决了许多常规方法很难加 工或无法加工的问题，为金属工件表面改性提供了一种技术独特、先进有效的方法。 镍基合金粉末在耐高温氧化领域具有其特殊的优势。但是，目前市场上激光熔覆 专用的镍基合金粉末并不多见，而喷焊、喷涂等传统工艺所使用的镍基合金粉末，是按不同 比例加以调配，并以机械混粉的形式配制所需的镍基合金粉末。这些混合镍基合金粉末存 在诸如混合不均匀、颗粒度差异大、熔点不同、成分偏差、膨胀系数不同等问题，导致在实际 熔覆中无法控制裂纹、气孔、偏析、性能不稳、不易机加等缺陷。 这些用于激光熔覆的镍基合金粉末虽能在修复特定的设备部件上取得一定的技 术效果，但由于具有自身工艺特征，还不能满足和适用于其它特定基材激光熔覆的工艺要 求，特别是不能满足镍基合金粉末在激光熔覆层中的抗裂性、成型性、工艺稳定性和成分均 匀性的同时还要满足对熔覆层的耐高温氧化性能的要求。 因此，研究开发出新的具有耐高温氧化能力的、性能稳定的激光熔覆用耐高温氧 化涂层镍基合金粉末，是所述
里的重大课题。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的问题，本专利技术提供了一种具有耐高温氧化能力的、性能稳 定的激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末。 本专利技术的具体技术方案是： 一种激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末，包括Cr、Fe、Ni、B、Al、Si、V、C、 Ni,其特征在于还包括有Y203、Hf,其中各组分的质量百分数为： Cr :3 ?7% ;B :0· 6 ?2% ;A1 :0· 6 ?2% ;C :0· 1 ?0· 3% ;V :1 ?2. 5% ;Fe :2 ? 5% ;Si :2 ?5% ;Y203 :0· 1 ?0· 3% ;Hf :0· 1 ?0· 3% ;Ni :余量。 toon] 上述激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末，其特征在于：各组分的质量百分 数的优选方案为： Cr ：3% ；B ：0. 6% ；A1 ：0. 6% ；C ：0. 3% ；V ：1% ；Fe ：2% ；Si ：2% ；Y203 ：0. I % ；Hf ： 0. 1% ;Ni :余量。 上述激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末，其特征在于：各组分的质量百分 数的另一优选方案为： Cr ：7 % ；B ：2 % ；A1 ：2 % ；C ：0. 1 % ；V ：2. 5 % ；Fe ：5 % ；Si ：5 % ；Y203 ：0. 3 % ；Hf ： 0. 3% ;Ni :余量。 本专利技术的主要改进在于：添加了氧化钇和铪两种物质，现结合以上两种物质的自 身的特性在本专利技术中起到的至关重要的作用进行简单说明： 氧化钇化学式为Y2O3，稀土，陶瓷添加剂；在陶瓷相形成的过程中起到细化晶粒的 作用，可以有效的抑制晶粒生长粗大而带来的晶界裂纹及缺陷；同时Y 2O3具有很好的高温 性能，能够适应激光加工时光斑处约2200°C的高温，不会分解或挥发；无替代品。 铪，化学式为Hf,过渡金属，与锆的性质极为相似，氧化后可形成致密稳定的氧化 物膜，具有极高的耐腐蚀、耐高温性能；与锆相比，Hf的高温性能及抗裂性能更好，更加适 应激光加工时光斑处约2200°C的高温，不会挥发。 本专利技术给出的具有耐高温氧化的、性能稳定的激光熔覆用镍基合金粉末是通过真 空熔炼、真空气雾化、筛选等工序精心制备的，粒度是-100+270目。 本专利技术给出的具有耐高温氧化的、性能稳定的激光熔覆用镍基合金粉末，在实际 熔覆操作中采用1000?3000W连续半导体激光器，在碳素钢、结构钢、调质钢和不锈钢等 材质的零部件上，应用所述粉末材料的熔覆工艺参数是：功率：1200?2800W，焦距：220? 350mm，光斑尺寸：2 X 2mm?5 X 5臟,扫描速度：240?72Ctam/min，置粉厚度：0· 5?1. 5臟。 本专利技术为具有耐高温氧化能力的、性能稳定的激光熔覆用镍基合金粉末材料，主 要应用于钛结晶炉外壁抗氧化、无冷却板材卷曲辊等工件的激光熔覆耐锌腐蚀涂层。 本专利技术的优点在于： 1、本专利技术是在镍铬铁合金基础上，添加 B、Al、V、Si作为合金基体强化元素，Y2O3和 Hf作为晶界强化元素和弥散质点材料，并调整各元素的百分比含量。通过多种强化手段，强 化合金基体，又改进了晶界质量，使合金获得良好的综合性能。从而实现了合金在具有适中 的硬度和强度的同时，又降低了合金熔点，增加了耐高温氧化、抗疲劳性能。从根本上解决 并提高了镍基合金粉末在激光熔覆层中的抗裂性、成型性、工艺稳定性和成分均匀性，满足 了加工部件对熔覆层耐锌腐蚀、耐磨、耐疲劳和适中硬度等的综合性能要求。 2、该粉末材料的适用范围较大，碳素钢、结构钢、调质钢、不锈钢和工具钢等材质 的零部件，均可采用该粉末进行激光熔覆涂层，应用前景极其广阔。 【具体实施方式】 专利技术人为了验证本专利技术的粉末相对于现有粉末的优势，对出了以下对比试验： 首先是提供了现有粉末按照不同比例的两个配方进行的试验： 试验1 :选用的母材为钛结晶炉外壁基材。外壁表面采用打磨加工，表面粗糙度Ra =lym，熔覆前用丙酮清洗干净。采用的镍基合金粉末的化学成分为：Cr :5.6% ;A1 :1 % ; C :0· 25% ;W :4. 5% ;Fe :2. 4% ;Si :3% ;Ni本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光熔覆用耐高温氧化涂层镍基合金粉末，包括Cr、Fe、Ni、B、Al、Si、V、C、Ni，其特征在于还包括有Y2O3、Hf，其中各组分的质量百分数为：Cr：3～7％；B：0.6～2％；Al：0.6～2％；C：0.1～0.3％；V：1～2.5％；Fe：2～5％；Si：2～5％；Y2O3：0.1～0.3％；Hf：0.1～0.3％；Ni：余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓飚，姜涵之，
申请(专利权)人：王晓飚，姜涵之，
类型：发明
国别省市：陕西;61