[发明专利]一种镍基多组元激光熔覆粉末及激光熔覆该粉末的方法

说明书

本发明涉及激光熔覆材料领域，公开了一种镍基多组元激光熔覆粉末，按照质量百分比粉末组成为：Fe为10～25%，Al为6～15%，TiB2为1～5%，Dy为0.5~1.0%，Ni为余量。本发明还公开了激光熔覆该粉末的方法：将镍基多组元激光熔覆粉末和无水乙醇混合后均匀铺覆在熔覆基体材料表面，辊压后晾干，形成预制层，通过激光熔覆即可获得熔覆层。利用本发明技术可获得无裂纹的激光熔覆层，硬度较高，成本较低，提高熔合度并保证强度和塑性，适合于多种零部件修复加工。

技术领域

本发明涉及激光熔覆材料领域，具体涉及一种镍基多组元激光熔覆粉末及激光熔覆该粉末的方法。

背景技术

随着激光技术的快速发展，其在材料加工领域扮演着越来越多重要的角色，作为激光加工技术的一种，激光熔覆由于其成型速度快，加工面积小，控制精度高等优势，在材料工件的表面修复及表面改性方面发挥着越来越重要的作用。激光熔覆加工通过将特定粉末或丝材在工件表面缺陷处熔融，使缺陷表面和熔融粉末重新凝固结晶，获得完好的表面组织结构，恢复工件的使用性能。此外，激光熔覆加工可以将特定粉末在工件表面进行连续性熔融结晶，获得特定熔覆层表面，改善零件的耐磨、耐蚀、耐热等性能。

目前，针对激光熔覆修复的粉末主要依据所修复或改性工件的基材，一般分为镍基、钴基和铁基，同时针对修复和改性的需要在粉末内添加一定量的活性元素及硬质颗粒，构成多组元粉末，来调整修复或改性区的晶粒度、硬度等性能。激光熔覆粉末的多元化虽然可以获得较多的性能改善，但是增加了加工的难度，特别是多组元粉末的熔点差异性容易导致粉末熔池组元的不均匀性，影响修复及改性区的性能。此外，激光高能量密度的特点使得熔区和零件基材的温差过大，加之熔区成分组元的多元化增加了熔覆区的裂纹敏感性，很容易导致熔覆层的开裂、和基材的融合度不高等问题，影响激光熔覆加工修复及改性工件的效果。因此，研究具有良好融合度、耐磨等性能的激光熔覆粉末，用于机械零件损伤部位的修复，恢复工件的功能，可以有效延长机器设备的使用寿命，既可以提高生产效率，还能解决通过堆焊、喷涂技术普遍存在的工件应力形变大和界面结合力低等问题，具有巨大的发展潜力。

虽然目前主流的铁基、镍基和钴基熔覆粉末的主体为同一族元素，但是其适用范围相差较大，特别是用于工件修复。其中，铁基粉末主要用于各种钢，镍基粉末主要用于镍基高温合金，钴基粉末主要用于钴基合金。镍基粉末之所以不同于铁基和钴基粉末，是因为其修复的镍基高温合金大多以镍和铝元素形成的γ＇作为主要强化相，铁基和钴基粉末会对修复区的成分造成显著的改变，进而影响修复工件的整体性能。为了降低激光熔覆修复对镍基合金成分和组织的影响，镍基合金熔覆粉末大都以镍为主，添加适量的铝，辅以适量的组织优化材料，同时要尽量接近修复合金的成分。

发明内容

本发明的目的在于解决现有传统技术的不足，提供一种镍基多组元激光熔覆粉末及激光熔覆该粉末的方法。

一种镍基多组元激光熔覆粉末，按照质量百分比粉末组成为：Fe为10～25％，Al为6～15％，TiB2为1～5％，Dy为0.5～1.0％，Ni为余量。

进一步地，镍基多组元激光熔覆粉末的组成为：Fe为15～20％，Al为6～10％，TiB2为1～3％，Dy为0.5～1.0％，Ni为余量。

进一步地，镍基多组元激光熔覆粉末的组成为：Fe为18％，Al为8％，TiB2为3％，Dy为0.5％，Ni为70.5％。

进一步地，镍基多组元激光熔覆粉末各组分为纯度≥99％的粉末，即镍粉、铝粉、二硼化钛粉、镝粉和铁粉，粒径为200～600目。

进一步地，镍基多组元激光熔覆粉末各组分的粒径为300～500目。