一种热等静压粉固连接法制备不锈钢表面耐磨层的方法，属于扩散连接技术领域。工艺步骤及控制的技术参数为：制备Ni60合金粉末，采用三维混料机，混粉时间为3～8小时，制备Ni60+10%TiB2合金粉末，制备NiCr/Cr2C3合金粉末，采用三维混料机，混粉时间为3～8小时，制备Ni60合金粉末与NiCr/Cr2C3各50%的混合粉末；基体材料为0Cr18Ni10Ti，状态为锻造态；采用热等静压粉-固扩散连接，制备单面或双面耐磨层；优点在于，可以代替堆焊，耐磨层性能均匀、界面结合强度好。通过本发明专利技术制备的耐磨层界面实现冶金结合，界面结合强度可达420MPa，硬度可达60HRC及以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于扩散连接
，特别涉及一种。
技术介绍
不锈钢具有良好的耐蚀性、强度及塑性，然而在恶劣环境及复杂工况下，从性能及成本考虑，单一材料已经无法满足要求。如电力领域主泵转子用推力盘，要求零部件有较长的使用寿命如50 60年；此外如矿山机械用挖掘机、破碎机；轧钢领域用轧辊等，都要求材料不但具有良好的强度及塑性，还要具有良好的耐磨性。采用双金属材料能够达到性能及成本的良好结合。双金属材料的制备方法有堆焊、激光熔覆、喷涂、热等静压等。然而由于堆焊工艺本身的缺点，堆焊基体熔化，堆焊层稀释率高，需要堆焊很厚才有可能保证焊层的性能，而且零件轮廓棱角难以保证，常见咬边、棱角塌陷。尤其对于大尺寸零部件，堆焊工艺难以保证表面耐磨层的厚度均匀性及质量稳定性。激光熔覆方法制备的覆层易出现开裂现象，这是激光熔覆研究中存在的最棘手的问题，熔覆层中不可避免地产生夹杂及疏松；覆层易产生较严重的微观偏析和较大的显微应力。喷涂制备的涂层与基体的结合以物理结合和机械啮合为主，冶金结合较少，不能承受交变载荷和冲击，表面涂层不致密，比较容易形成气孔，微裂纹及氧化物夹杂。热等静压(hot isostatic pressing,简称HIP)是指在密封容器中，以高温高压的惰性气体或氮气为传压介质，对其中的粉末或待压实的烧结坯料(或零件)施加各向均等静压力，从而形成高致密度坯料(或零件)的方法。热等静压在制备双金属材料方面可进行固-固、粉-固连接，界面能实现良好的冶金结合。界面结合强度高，耐磨层性性能均匀，硬度高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，解决了传统在不锈钢表面制备耐磨层界面结合强度较差、耐磨层材料性能不均匀、硬度不高等问题。制备的耐磨层性能均匀，并且耐磨层与基材结合强度高，耐磨层硬度可达60HRC及以上。本专利技术采用热等静压扩散焊粉-固连接制备耐磨层，具体的工艺步骤及控制的技术参数为: (I)米用公知方法制备Ni60合金粉末，Ν 60合金粉末的化学成分为:碳0.72% 0.94%,硼 3.29% 4.1%，硅 3.83% 4.65%,铬 16.32% 18.4%,铁 3.3% 14.3%,余量为镍；粉末粒度为45 109 μ m ;采用三维混料机，混粉时间为3 8小时，制备Ni60+10%TiB2合金粉末，TiB2主要化学成分为:硼28% 30.8%，氧0.1 0.4%，碳0.1 0.15%，铁0.2 0.45%，余量为钛；采用公知方法制备NiCr/Cr2C3合金粉末，NiCr/Cr2C3合金主要化学成分为:碳 8.25% 9.64%,硅 0.25% 0.37%,铬 58.5% 67.38%,铁 0.70% 0.80%,余量为镍，粉末粒度为25 45 μ m ;采用三维混料机，混粉时间为3 8小时，制备Ni60合金粉末与NiCr/Cr2C3各50%的混合粉末。均为重量百分数。(2)基体材料为0Crl8Nil0Ti，0Crl8Nil0Ti主要化学成分为:碳0.039% 0.076%,硅 0.58% 0.587%,锰 0.98% 1.66%,磷彡 0.035%,硫 0.02%,铬 16.8% 18.75%,镍10.16% 10.21%，钴0.05% 0.059%,钛0.35% 0.40%,余量为铁，供货状态为锻造态。(3)采用热等静压粉-固扩散连接，将步骤(2)的基体材料及步骤(I)的混合粉末装填于包套内，可以制备单面或双面耐磨层。包套采用公知方法封焊、脱气。(4)热等静压工艺为温度850 1300°C，压力100 120MPa，保温时间1.5 2.5小时。制备的耐磨层与基体实现良好的冶金结合，其抗拉强度可达400MPa及以上，耐磨层的厚度范围为0.5 20mm。本专利技术的优点在于:采用热等静压粉固连接法制备不锈钢表面耐磨层性能均匀，界面结合强度高，耐磨层硬度可达60HRC及以上。附图说明图1为界面结合情况。具体实施例方式实施例1:本实施例的按以下步骤进行:1、采用公知方法制备Ni60合金粉末，主要元素化学成分为碳0.72%，硼3.29%，硅3.83%，铬16.32%，铁3.3%，余量为镍，粉末粒度为45 109 μ m。2、基体材料为0Crl8Nil0Ti，主要元素化学成分为碳0.039%，硅0.58%，锰0.98%，磷≤0.035%,硫0.02%,铬16.8%，镍10.16%，钴0.05%,钛0.35%，余量为铁；供货状态为锻造态。3、采用公知方法制备包套，将基材及粉末放入包套，采用公知方法封焊、脱气。4、热等静压工艺为温度850°C，压力lOOMPa，保温时间2小时。实施例2:与实施例1不同的是步骤1:采用公知方法制备Ni60合金粉末，主要元素化学成分为碳0.94%，硼4.1%，硅4.65%，铬18.4%，铁14.3%，余量为镍，粉末粒度为45 109 μ m02、基体材料为0Crl8Nil0Ti，主要元素化学成分为碳0.039%，硅0.58%，锰0.98%，磷≤0.035%,硫0.02%,铬16.8%，镍10.16%，钴0.05%,钛0.35%，余量为铁，供货状态为锻造态。3、采用公知方法制备包套，将基材及粉末放入包套，采用公知方法封焊、脱气。4、热等静压工艺为温度920°C，压力llOMPa，保温时间1.5小时。实施例3:与具体实施例一不同的是步骤一:采用公知方法制备Ni60合金粉末，主要元素化学成分为碳0.81%，硼3.56%，硅4.10%，铬17.23%，铁7.8%，余量为镍，粉末粒度为45 109 μ m ; ο2、基体材料为0Crl8Nil0Ti，主要元素化学成分为碳0.039%，硅0.58%，锰0.98%，磷≤0.035%,硫0.02%,铬16.8%,镍10.16%，钴0.05%,钛0.35%，余量为铁，供货状态为锻造态。3、采用公知方法制备包套，将基材及粉末放入包套，采用公知方法封焊、脱气。4、热等静压工艺为温度950°C，压力120MPa，保温时间1.8小时。实施例4:与具体实施例一不同的是步骤一:采用公知方法制备Ni60合金粉末，粉末主要化学成分为碳0.81%，硼3.56%，硅4.10%，铬17.23%，铁7.8%，余量为镍，粉末粒度为45 109 μ m ;应用三维混料机将10%TiB2混入其中，TiB2主要元素化学成分为硼30.8%，氧0.4%，碳0.15%，铁0.45%，余量为钛，粒度为5 10 μ m。2、基体材料为0Crl8Nil0Ti，主要元素化学成分为碳0.076%,硅0.587%，锰1.66%，磷≤0.035%，硫0.02%，铬18.75%，镍10.21%，钴0.059%，钛0.4%，余量为铁；供货状态为锻造态。3、采用公知方法制备包套，将基材及粉末放入包套，采用公知方法封焊、脱气。4、热等静压工艺为温度950°C，压力120MPa，保温时间2.2小时。实施例5:与具体实施例一不同的是步骤一:采用公知方法制备NiCr/Cr2C3合金粉末，主要化学成分为碳9.64%，硅0.37%，铁0.80%,铬67.38%，粉末粒度为25 45 μ m ;2、基体材料为0Crl8Nil0Ti，主要元素化学成分为碳0.052%，硅0.585%，锰1.50%，磷≤0.035本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热等静压粉固连接法制备不锈钢表面耐磨层的方法,其特征在于,工艺步骤及控制的技术参数为：（1）制备Ni60合金粉末，粉末粒度为45～109μm；采用三维混料机，混粉时间为3～8小时，制备Ni60+10%TiB2合金粉末，制备NiCr/Cr2C3合金粉末，粉末粒度为25～45μm；采用三维混料机，混粉时间为3～8小时，制备Ni60合金粉末与NiCr/Cr2C3各50%的混合粉末；（2）基体材料为0Cr18Ni10Ti，状态为锻造态；（3）采用热等静压粉?固扩散连接，将步骤（2）的基体材料及步骤（1）的混合粉末装填于包套内，制备单面或双面耐磨层；热等静压工艺为温度850～1300℃，压力100～120MPa，保温时间1.5～2.5小时；所制备的耐磨层与基体实现冶金结合，其抗拉强度可达400MPa及以上，耐磨层的厚度范围可达0.5～20mm。
【技术特征摘要】
1.一种热等静压粉固连接法制备不锈钢表面耐磨层的方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数为: (1)制备Ni60合金粉末，粉末粒度为45 109μ m ;采用三维混料机，混粉时间为3 8小时，制备Ni60+10%TiB2合金粉末，制备NiCr/Cr2C3合金粉末，粉末粒度为25 45 μ m ;采用三维混料机，混粉时间为3 8小时，制备Ni60合金粉末与NiCr/Cr2C3各50%的混合粉末； (2)基体材料为0Crl8NiIOTi，状态为锻造态； (3)采用热等静压粉-固扩散连接，将步骤(2)的基体材料及步骤(I)的混合粉末装填于包套内，制备单面或双面耐磨层； 热等静压工艺为温度850 1300°C，压力100 120MPa，保温时间1.5 2.5小时；所制备的耐磨层与基体实现冶金结合，其抗拉强度可达400MPa及以上，耐磨层的厚度范围可达 0.5 20mm。2.根 据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的Ni60合金粉末的化学成分...
【专利技术属性】
技术研发人员：王铁军，车洪艳，刘国辉，刘慧渊，熊宁，孙继洲，徐进，郭颖利，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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