[发明专利]一种用于激光制造的无磁耐磨材料

说明书

本发明提供了一种用于激光制造的无磁耐磨材料，由硬质颗粒组分和无磁粉末组分组成：硬质颗粒部分为WC，其质量分数为8～15%；无磁粉末由16～23.3%Ni、0.8～1.5%Mo、38～42.1%Cr、2.7～5.6%Si、8.5～11%Co、4.7～7.2%Nb，余量Fe组成。通过本发明提供的无磁耐磨材料和激光熔覆工艺的优化，能够解决无磁模具钢在使用过程中因磨损现象严重、模具钢使用寿命短、生产成本高的问题，该种工艺制备上述无磁耐磨材料涂层将会获得更优异的硬度、耐磨性，显著延长的使用寿命、更加低廉的生产成本。

技术领域

本发明属于激光熔覆制造领域，涉及一种适用于无磁模具钢修复的无磁耐磨材料的制备及针对于该种粉末材料的激光熔覆工艺。

背景技术

随着我国磁电行业的迅猛发展，对于无磁模具钢的需求量激增。无磁模具钢主要用于磁性材料与磁性塑料的压制成型模具、无磁轴承及其他要求在强磁场中不产生磁感应的结构零件。如：大中型变压器油箱内磁屏蔽、铁芯拉板、线圈夹件、螺栓等漏磁场的结构件；起重电磁铁吸盘、磁选设备简体、选箱以及除铁器；特殊冶炼电炉内衬、炉盖、电极夹板及电子搅拌装置结构件；无磁建筑、无磁机械、选矿探矿设备及军事等领域。但目前应用的无磁模具钢硬度低，在服役过程中存在磨损失效严重、使用寿命短等问题。据统计，近80%的模具失效是由磨损导致的，由于模具寿命低而造成的钢材消耗和能源浪费，以及对产品质量影响所带来的损失，每年达上十亿人民币，因此模具磨损成为学者和企业的关注重点。硬质颗粒增强无磁粉末制备无磁耐磨涂层在保留材料无磁性外，还可以大幅提高材料耐磨性。

模具钢失效一般从表面开始，通过表面强化技术能有效提高其使用寿命。常见表面改性方式包括：化学热处理、扩散渗入、离子注入和气相沉积，这些改性方式都能有效提高热作模具钢表面性能，增加热作模具使用寿命。但存在处理周期长，技术要求高，表面结合差及涂层较薄等缺点。

激光表面改性技术是通过高能密度激光束作用在金属材料表面，使其发生物理化学变化，从而改变其耐磨、耐蚀、抗热疲劳和抗氧化等性能。 它具有以下特点：高能量密度激光束加热速度极快，材料表面受热后快速冷却，晶粒细小；较小热输入使材料表面变形和热影响小。同时，激光表面改性还具有功率可控、改性区域可选择和无污染等特性。为广大表面保护研究者所追捧。

本发明利用在制备的无磁耐磨材料基础上，利用激光熔覆技术在无磁模具钢表面制备耐磨涂层，极大的提高了产品的耐磨性与使用寿命，减少了企业生产制造成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决无磁模具钢在使用过程中因磨损现象严重，大幅缩短模具钢使用寿命，增加生产成本的问题。发明了一种适用于激光制造的无磁耐磨材料，并提供了一种激光熔覆工艺。利用该种工艺制备上述无磁耐磨材料涂层将会获得更优异的硬度、耐磨性，显著延长的使用寿命、更加低廉的生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种用于激光制造的无磁耐磨材料，由硬质颗粒组分和无磁粉末组分组成：硬质颗粒部分为WC，其质量分数为8～15%；无磁粉末由16～23.3% Ni、0.8～1.5% Mo、38～42.1%Cr、2.7～5.6% Si、8.5～11% Co、4.7～7.2% Nb，余量Fe组成。

其中，WC颗粒粒度300目，各金属粉末粒度在150~300目之间，纯度均大于99%。