[发明专利]一种耐腐蚀、耐磨铁基激光熔覆粉末及其激光熔覆方法

说明书

本发明提供了一种耐腐蚀、耐磨的激光熔覆用铁基合金粉末及其激光熔覆方法，该合金粉末由如下质量百分比的组分组成：碳C：0.2‑0.5％，铬Cr：26‑28％，镍Ni：15‑18％，硅Si：1‑1.2％，锰Mn：0.8‑1％，钼Mo：4‑4.6％，余量Fe；采用本发明所述的铁基合金粉末及其应用方法，能够熔覆一定厚度并具有特定成分的合金熔覆层，熔覆层与基体呈冶金结合，且组织均匀，无气孔、裂纹等缺陷。

技术领域

本发明涉及一种耐腐蚀、耐磨的激光熔覆用铁基合金粉末及其激光熔覆方法。

背景技术

激光熔覆作为绿色再制造工程的重要技术之一，具有热影响区小、工件变形小、界面冶金结合、稀释率低、过程易于实现自动化等优点。它作为一种新型的再制造技术，是一种重要的材料表面强化与加工技术，它是利用高能量密度激光束在金属表面辐照，通过迅速熔化、扩展和迅速凝固，在基材表面形成与其为冶金结合的，具有特殊的物理、化学或力学性能的材料，从而显著改善基材表面耐磨、耐蚀等性能。

在矿山、冶金、化工、能源等行业中有很多关键零部件为钢铁，因长期处于恶劣的工作环境下，因磨损、腐蚀等原因失效，失效大多存在于表面，直接造成经济损失。运用铁基合金粉末进行修复，因其成分与基材相近，价格相对镍基、钴基合金较低，所以开发一种耐蚀、耐磨的铁基合金粉末满足市场需求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种含有特定元素、成本适中、应用效果显著的耐蚀、耐磨激光熔覆用合金粉末。

本发明的技术方案如下：

一种激光熔覆用铁基合金粉末，由如下质量百分比的组分组成：

碳C：0.2-0.5％，铬Cr：26-28％，镍Ni：15-18％，硅Si：1-1.2％，锰Mn：0.8-1％，钼Mo：4-4.6％，余量Fe。

优选的，所述激光熔覆用铁基合金粉末由如下质量百分比的组分组成：

碳C：0.5％，铬Cr：26％，镍Ni：16％，硅Si：1％，锰Mn：0.8％，钼Mo：4.4％，铁Fe：51.3％。

本发明所述激光熔覆用铁基合金粉末的粒径在45-180μm，铁基合金粉末成分设计原理为：

碳C：0.2-0.5％

碳会和其它合金元素形成碳化物硬质相，硬度高，作为强化相分布在基体中。这个范围的含碳量适中，所以合金的强度、硬度较好。

铬Cr：26-28％

铬元素能跟碳和铁形成M₂₃C₆、M₇C₃的碳化物，提高熔覆层的硬度和耐磨性。铬又能在熔覆层的晶界处富集，使熔覆层表面形成一层钝化膜，提高耐蚀性能。

镍Ni：15-18％

一定含量的镍能提高钢的强度而不显著降低其韧性，镍在提高强度的同时，对熔覆层的韧性、塑性以及其他工艺性能的损害较其他合金元素的影响小。镍的加入不仅能耐酸，而且也能抗碱，对大气及盐都有抗蚀能力。

硅Si：1-1.2％

在激光再制造修复中，硅可以降低合金粉末的熔点，提高熔池的流动性和对基体的润湿性，并与氧结合形成硼硅酸盐覆盖于熔池表面，起到脱氧造渣的作用，以避免熔覆层的氧化。硅含量过低，起不到脱氧造渣的作用，过高则熔覆层中残余硅含量增大，熔覆层裂纹敏感性增强，机械性能变差，因此，作为一种激光再制造修复用合金粉末，硅含量设定为1-1.2％。

Mn：0.8-1％