[发明专利]一种机械装置用合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体是一种机械装置用合金材料及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的发展，生产过程中对机械产品的性能要求越来越高，产品在高参数(如高温、高压、高速等)和恶劣的工况条件下长期稳定运转，必然对其表面的强度、耐磨性、耐蚀性等提出更高的要求。各种机械设备、仪器仪表、冶金零部件中的金属零件，以及各种工模具，在使用过程中往往首先从表面发生破坏和失效，破坏的原因很大一部分是由于表面磨损而造成的。因此，只要对零部件表面进行强化就能满足性能的要求。表面强化技术主要有热喷涂、表面熔覆等工艺方法，表面熔覆技术使基体表面获得耐磨性能的同时，覆层材料与基体间可形成牢固的冶金结合，因此在一些要求表面不仅具有抗磨性能，而且还需要承受强载荷作用的条件下，具有绝对优势。常用熔覆材料有铁基、镍基、钴基材料等，其中镍基体和钴基体更能适于高温、氧化、腐蚀等工况条件下的性能要求，所以镍基体和钴基熔覆材料得到广泛的应用。

高温合金材料最初主要应用于航空航天领域，由于其优良的耐高温、耐腐蚀等性能，逐渐被应用到电力、汽车、冶金、玻璃制造、原子能等工业领域，从而大大拓展了高温合金材料的应用领域。随着高温合金材料的发展，其市场需求处于逐步扩大和增长状态。镍基和钴基高温合金在热挤压或热轧过程中会形成Ni-Co，且在氧化性酸中不易发生反应；Ni-Co尖晶石不溶于常用的各种酸，使得酸洗液难以接触基体金属。

因此，添加合金元素强化合金是提高合金强度的一种简单有效且经济实用的方法，目前在机械装置用合金开发过程中通过添加大量的合金元素来提高强度使用的最为普遍。在提高合金性能的各种合金元素中，多种稀土元素联合使用时强化效果最好。目前，机械装置用合金的开发一般含两种及两种以上稀土元素。但是现有的机械装置用材料都存在稀土元素用量不合理，而且材料性能很差，容易磨损以及腐蚀，不能长时间使用，从而导致机械装置的关键部位的零件经常更换，使得成本大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械装置用合金材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机械装置用合金材料，其组成材料按照质量百分数为：Ni20～30％，Mg18～21%，Co15～18％，Cr15～18%，Mo1.2～1.6%，Al1.2～1.5%，Si1.0～1.8％，Ti3.2～4.8％，Zr0.9～1.5%，Nb3.0～6.0%，Pb3.0～5.0％，Y0.6～1.5%，余量为Fe。

一种机械装置用合金材料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）按照质量百分数进行配料，其中B以硼酸的形式加入，Y以氧化忆的形式加入，将原料均匀混合；

（2）将上述原料置于真空中频熔炼炉内熔化形成合金熔体，真空中频熔炼炉内的真空度低于1×10^-2Pa，待熔体过热温度达到1200～1300℃后，向真空中频熔炼炉内通过导流管喷射惰性气体作为雾化气体进行喷射成形，雾化气体的压力控制在1.8～2.1MPa，控制喷射距离为300～400mm，沉积盘转速为35～45rpm，在沉积盘上得到机械装置用合金材料锭坯；

（4）先在真空中频熔炼炉内降温到300℃以下，再用空冷鼓风快速冷却到100℃以下，在置于空气中缓慢冷却到室温，即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的机械装置用合金材料的原材料易于获得，成本低，拉强度和屈服强度大，材料性优良，易于大规模生产。

本发明工艺简单，易于移植和操作，耐腐蚀性强，可明显改善合金耐磨耐腐蚀的问题，可解决合金由于不耐磨耐腐蚀性而限制其应用的难题，也可扩大该材料的应用领域。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

机械装置用合金材料，其组成材料按照质量百分数为：Ni20％，Mg21%，Co15％，Cr15%，Mo1.6%，Al1.2%，Si1.8％，Ti3.2％，Zr1.5%，Nb3.0%，Pb5.0％，Y0.6%，余量为Fe。

上述机械装置用合金材料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）按照质量百分数进行配料，其中B以硼酸的形式加入，Y以氧化忆的形式加入，将原料均匀混合；