本发明专利技术提供了一种氩弧堆焊铁基合金粉末及其制备工艺，属于材料表面技术领域。粉末由Fe-Cr、石墨、铁粉组成，其特征在于，将Fe-Cr、石墨、铁粉按照一定配比混合均匀，并用水玻璃作为粘结剂制备成薄片，自然晾干10小时后放置于烘干箱内在200℃烘干1.5h，随炉冷却。利用钨极氩弧作为热源使其堆焊在材料表面形成耐磨、耐蚀熔覆层。熔覆层组织均匀，能生成铬-碳化合物等新相，堆焊层硬度大于HRC55，能有效提高材料的耐磨、耐蚀、耐高温等性能，延长零部件的使用寿命，且制备简单，成本低，具有较高的使用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料表面
，具体涉及到一种氩弧堆焊铁基合金粉末合金配方及其制备工艺及其氩弧堆焊技术。
技术介绍
随着能源、化工、交通等行业的迅速发展以及现代工程技术的发展，对材料的性能要求也相应提高，尤其是石化、电力、水力、冶金等行业中的设备多处于高温、高压、大载荷、强腐蚀等复杂苛刻的工作环境，材料的磨损、疲劳、腐蚀等失效现象更为严重。据不完全统计，能源的1/3 1/2消耗于磨损，世界每年生产的钢铁中，有近30%因腐蚀而报废，材料的磨损、腐蚀及其它失效形式大都从材料表面开始，因此采用表面防护措施，提高材料表面的耐磨、耐蚀及抗氧化性能至关重要。故对材料的表面处理技术提出了更高的要求，成为科研工作者研究探索的热门问题，从而也促进了表面工程技术的迅速发展。目前，国内外普遍采用热喷涂、电镀、激光强化技术、堆焊等表面处理技术提高机械零部件的使用性能和寿命，但热喷涂技术只能制备机械结合而不能达到冶金结合的涂层；电镀工艺修复自动化程度不高，劳动强度大，电镀层一般很薄，对形状损坏部位难于修复。激光强化技术已广 泛应用于表面熔覆层的制备，但所需设备及维修费用高，一次性投资大，能源利用率低，工作场所固定，不适于现场操作。而堆焊技术可使堆焊层与母材达到冶金结合，并可以根据材料的使用性能选择或设计堆焊合金，在工艺上具有很大的灵活性，能有效提高材料表面耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化等性能，目前已广泛应用于机械设备的强化和修复。其中氩弧堆焊技术具有操作方便、投资和运行费用低、能量利用率高、结合牢固等优点。在小型零部件的制造和修复方面具有很好的应用前景及良好的经济效益和环境效益。在堆焊过程中选定合适的堆焊合金对材料的使用性能具有决定性作用，常见的堆焊合金有铁基、钴基、铜基合金、镍基及碳化物等几种类型。铁基合金因价格低廉，经济性好，并且经过成分、组织的调整，可以在很大范围内改变堆焊层的强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、耐热性和抗冲击性等。故成为应用最广泛的一种堆焊合金。因此推广氩弧堆焊技术及铁基合金熔覆材料的应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于氩弧堆焊的低成本、高性能的铁基粉末合金及其制备方法，广泛用于小型零部件的尺寸修复及提高其表面耐磨、耐蚀等性能。本专利技术主要通过正交试验法配制铬铁、铁粉、石墨粉末合金成分，确定各合金体系合金含量，其特征在于粉末的各组成原材料的质量百分比为铬铁(30.75 61.5) %，石墨(I 5) %，还原性铁粉(33.5 64.25) %。所述铬铁、石墨、还原性铁粉原材料粉末的颗粒度为60 200目。各原材料主要成分(质量百分比)为:铬铁:Cr > 60%，C彡0.03%，石墨:C:99.9%，还原性铁粉=Fe:96%。本专利技术加入的铁基合金与基体母材达到冶金结合，其中的Cr元素与石墨通过原位合成反应生成硬质相Cr7C3、Cr3C2等碳化物新相，且碳化合物新相容易弥散分布于熔覆层，Cr元素也可以固溶于熔覆层基体，形成固溶强化。同时在Fe中加入一定量的Cr后，可以形成保护性很好的尖晶石型复合氧化物(Fe0.Cr2O3), Cr的含量进一步提高可生成Cr2O3相，具有更好的保护性。从而提高熔覆层的硬度、耐磨性、耐蚀性、抗氧化等性能。堆焊层硬度高达HRC55以上，使设备适用于高工作参数的条件，降低能耗减少经济损失。氩弧堆焊铁基合金配方及平均洛氏硬度如表I所示。表IFeCrC铁基合金系粉末的配比(质量分数，wt%)及其熔敷层表面平均HRC权利要求1.一种氩弧堆焊FeCrC铁基粉末合金配方，其特征在于:所述粉末各组成原材料的质量百分比为铬铁30.75 61.5%，石墨I 5%，还原性铁粉33.5 64.25%。2.如权利要求1所述的一种氩弧堆焊FeCrC铁基粉末合金配方，其特征在于:所述粉末各组成原材料中，各原材料主要成分的质量百分比为:铬铁中，Cr > 60%, C^0.03%,;石墨中，C:99.9% ;还原性铁粉中，Fe:96%。3.如权利要求1或2所述的一种氩弧堆焊FeCrC铁基粉末合金配方，其特征在于:所述铬铁、石墨、还原性铁粉原材料粉末的颗粒度为60 200目。4.如权利要求1或2所述的一种氩弧堆焊FeCrC铁基粉末合金配方的制备工艺，其特征在于，按照如下步骤: (O按照配比称取铬铁、还原性铁粉、石墨铁基合金粉末，充分混合均匀；(2)将混合均匀的合金粉末加入水玻璃粘结剂，混合均匀后，放入模具中压制成型，制成厚度为1.2 1.5mm、宽度为0.8 1.2mm、长为50mm左右的合金薄片；(3)将合金薄片自然晾干5 10小时后，放在烘干箱内在200°C保温1.5h，随炉冷却；(4)利用氩弧作为热源使合金薄片堆焊在材料表面形成耐磨、耐蚀熔覆层。全文摘要本专利技术提供了一种氩弧堆焊铁基合金粉末及其制备工艺，属于材料表面
粉末由Fe-Cr、石墨、铁粉组成，其特征在于，将Fe-Cr、石墨、铁粉按照一定配比混合均匀，并用水玻璃作为粘结剂制备成薄片，自然晾干10小时后放置于烘干箱内在200℃烘干1.5h，随炉冷却。利用钨极氩弧作为热源使其堆焊在材料表面形成耐磨、耐蚀熔覆层。熔覆层组织均匀，能生成铬-碳化合物等新相，堆焊层硬度大于HRC55，能有效提高材料的耐磨、耐蚀、耐高温等性能，延长零部件的使用寿命，且制备简单，成本低，具有较高的使用价值。文档编号B23K9/04GK103231182SQ20121033872公开日2013年8月7日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日专利技术者罗辉, 张元彬, 霍玉双, 杨凤琦, 刘鹏 申请人:山东建筑大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氩弧堆焊FeCrC铁基粉末合金配方，其特征在于：所述粉末各组成原材料的质量百分比为铬铁30.75~61.5%，石墨1~5%，还原性铁粉33.5～64.25%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗辉，张元彬，霍玉双，杨凤琦，刘鹏，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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