[发明专利]一种高耐蚀粉末材料及其制备方法及应用

说明书

本发明公开一种高耐蚀粉末材料及其制备方法及应用，按照质量百分比计算，所述粉末材料包括如下组分：B：0.5~2.0%，Ni：1.0~3.0%，Cr：12~20%，Si＜2.0%，Mo＜2.5%，余量为Fe；所述制备方法包括：步骤一合金熔炼，步骤二金属雾化，步骤三粉末筛分；所述的粉末材料能用激光熔覆方法在合金钢表面制备高耐蚀耐磨涂层，涂层硬度可达53~58HRC，中性盐雾试验＞1000小时。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种高耐蚀粉末材料及其制备方法及应用。

背景技术

激光熔覆技术是指以同步送粉或预置粉末的方式在被涂覆基体表面上输送涂层材料，采用高能激光束辐照，涂层材料与基体材料形成冶金结合，从而显著改善基体材料表面的耐蚀、耐磨等性能。与传统的热喷涂、电镀等工艺相比较，激光熔覆技术具有环保、涂层与基体结合强度高等优点，被应用于石油工业、煤炭行业、航空航天等领域中的零部件修复，再制造成本仅为新品的50%，节能60%，节约材料70%，是重大工程装备修复新的发展方向，预计可达上千亿的市场规模。

激光熔覆涂层优异的耐蚀、耐磨特性，除了与激光熔覆工艺相关外，还与粉末的元素组成和性状密切相关。对于高耐蚀粉末涂层，其激光熔覆粉末一般含有较高含量的Cr、Ni和Ti，例如专利201810252739.x公开了一种耐腐蚀激光熔覆粉末及其熔覆方法与用途，所制备的激光熔覆涂层可用于海洋高氯离子的腐蚀环境中，但粉末中Cr元素、Ni元素的质量分数分别达到20~30%和9~15%；专利201711267532.1公开了一种耐腐蚀熔覆粉末，其中Cr元素、Ti元素的质量分数分别达到21％~26％和10％~15％，而Cr、Ni、Ti元素的价格较高，显著增加了生产成本。同时目前的技术方案中，均为将不同种类的元素粉末进行混合，将混合粉末作为原材料，采用激光熔覆的技术制备涂层，容易由于混合粉末成分的不均匀影响涂层的性能缺陷。因此开发一种成本低廉，对激光熔覆技术适应性好，且具有高耐蚀性的粉末材料，具有巨大的经济效益。

发明内容

基于上述背景，本发明提供一种适用于激光熔覆的低成本、高耐蚀的球形铁基合金粉末。

本发明的目的之一是提供一种高耐蚀粉末材料，具体技术方案如下：

一种高耐蚀粉末材料，按质量百分比计包括如下组分：B：0.5~2.0%，Ni：1.0~3.0%，Cr：12~20%，Si＜2.0%，Mo＜2.5%，余量为Fe。

优选的，按质量百分比计，高耐蚀粉末材料包括如下组分：B：0.8~1.3%，Ni：1.4~2.6%，Cr：15~19%，Si＜1.5%，Mo＜2.0%，余量为Fe。

本发明的目的之二在于提供一种上述的高耐蚀粉末材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）合金熔炼：按照各组分配比进行称量，加入坩埚中，在高温电阻炉中进行熔炼；

（2）金属雾化：经步骤（1）熔炼的金属液达到1300~1600℃的雾化温度，保温15~20min后，将金属液倒入中间包，并通过中间包底部的导液管进入喷枪，在高压下雾化成细小的金属液滴，所述雾化压力为2~8MPa，雾化介质为氩气或氮气，金属液滴冷却凝固后，成为球型铁基合金粉末；

（3）粉末筛分：将步骤（2）制得的合金粉末用振动筛进行筛分，筛取粒径为45~150μm的粉末，即制得高耐蚀粉末材料成品。

优选的，步骤（1）中合金熔炼包括搅拌、除渣、除气、定量补料。

优选的，其中搅拌为待金属液完全熔化后，机械搅拌均匀。

优选的，其中除渣为机械搅拌均匀后，加入六氯乙烷除除气，将浮渣扒出。

优选的，其中定量补料为除渣后通过在线荧光光谱检测系统，检测金属液中合金元素含量，根据检测进行补料，确保合金元素含量符合设计值。