[发明专利]模具钢激光熔覆再制造用合金粉末及其制备方法

说明书

本发明公开了模具钢激光熔覆再制造用合金粉末及其制备方法，合金粉末按重量百分比组成分别是：0.45‑0.60％C、4.20‑8.50％Co、3.20‑4.80％Cr、1.20‑3.35％Mo、0.60‑2.40％Mn、0.40‑0.85％Nb、0.50‑2.40％Si，0.8‑3.2％B、0.01‑0.03％Y₂O₃、0.01‑0.03％La₂O₃、P≤0.035％、S≤0.025％、余量Ni，本发明解决并提高了合金粉末在激光熔覆过程中的抗裂性、成形性、工艺稳定性和成分均匀性，提高了4Cr5Mo3V模具钢的高温力学性能，延长了4Cr5Mo3V钢的使用寿命，经济性好。

技术领域

本发明涉及合金粉末材料科学技术领域，特别涉及模具钢激光熔覆再制造用合金粉末及其制备方法。

背景技术

4Cr5Mo3V模具钢用于制造冲击载荷大的成型冲、切底冲等锻模，热挤压模，精锻模，是热作模具钢中性能优良的一种代表性钢号。但4Cr5Mo3V模具钢本身含碳量高，因而焊接性较差，采用传统的焊接技术对4Cr5Mo3V进行堆焊时，由于热输入量大，在焊缝、熔合区和热影响区都易出现大量的白口和淬硬组织。选择合适的再制造工艺和合金材料是4Cr5Mo3V模具再制造的关键所在。

激光熔覆是以高能密度的激光为热源，将具有特殊使用性能的材料涂覆在基材表面，利用高功率密度的激光束使之与基材表面极薄层同时熔凝，并迅速凝固后形成稀释度极低、与基体成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性的工艺方法。其具有能量密度高、热影响区小、热变形小、易于实现选区再制造等特点，为4Cr5Mo3V模具钢再制造提供了新的技术手段。

目前，国内外市场上激光熔覆专用的合金粉末并不多见，尤其是适用于4Cr5Mo3V模具钢激光熔覆再制造的能够有效控制白口组织的形成，且具有高温硬度高、抗冲击、耐疲劳、易于加工等综合性能优越的合金粉末尚未见报道。基本上是采用喷焊或喷涂用合金粉末，或在此类粉末基础上，按不同比例加以调配，并以机械混合的形式配制所需的各种合金粉末。这些混合粉存在诸如混合不均匀、流动性差、膨胀系数差异大等问题，导致在实际熔覆中无法控制裂绞、气孔、白口、偏析、性能不稳、不易机加等缺陷。亟待开发一种价格适中、高温硬度高、耐疲劳、抗氧化性好、机加方便的合金粉末，专用于激光熔覆，解决4Cr5Mo3V模具再制造过程中优选覆层材料问题。同时，也适用于作为其他热作模具的激光熔覆再制造合金粉末，应用前景广阔，具有重大的社会、经济效益。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供模具钢激光熔覆再制造用合金粉末及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

模具钢激光熔覆再制造用合金粉末，所述合金粉末按重量百分比组成分别是：0.45-0.60％C、4.20-8.50％Co、3.20-4.80％Cr、1.20-3.35％Mo、0.60-2.40％Mn、0.40-0.85％Nb、0.50-2.40％Si，0.8-3.2％B、0.01-0.03％Y₂O₃、0.01-0.03％La₂O₃、P≤0.035％、S≤0.025％、余量Ni。

作为优选，Co为5.60-7.50％。

作为优选，所述Si为1.80-2.20％。

模具钢激光熔覆再制造用合金粉末的制备方法，包括如下步骤：