一种专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末，按其重量百分比计，含有8-12%碳化硅，2-5%锑，3-5%氧化铝，3-5%铬，5-8％硼，1-2%铱，余量为镍。该镍基合金粉末专用于连续波光纤激光器的熔覆过程，可在基材的工模具表面形成一层组织致密，无气孔、裂纹、缩孔等缺陷，具有高硬度、高韧性、高耐腐蚀性的金属熔覆层。并且工艺简单、环保，无需预先热处理和事后热处理。
【专利说明】一种专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末
【技术领域】
[0001]本发明涉及到一种合金粉末，尤其是一种专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末。
【背景技术】
[0002]激光熔覆的原理就是利用高能激光束照射金属材料，使得其表面形成激光熔池，同时填注新的添加材料，待激光扫过之后一并冷却，由此在金属表面形成一层新的熔覆层。
[0003]然而，目前国内市场上几乎没有连续波光纤激光熔覆专用的金属粉末，通常所使用的合金粉末大多为专用于热喷涂的自熔合金粉末。如果将原本适用于热喷涂的自熔合金粉末直接用于光纤激光熔覆，由于能量源发生了巨大变化，合金粉末被热辐射、热传导的物理过程随着发生极大的改变，往往因为传热与熔融不均匀，造成裂纹、缩松、缩孔、气孔等一系列不良后果。因此，很多原本适用于热喷涂的自熔合金粉末不能直接用于光激光熔覆。因此，有必要研制出一种专门用于连续波光纤激光熔覆的金属合金粉末。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末，该镍基合金粉末专用于连续波光纤激光器的熔覆过程，可在基材表面形成一层组织致密，无气孔、裂纹、缩孔等缺陷，具有高硬度、高韧性、高耐腐蚀性的金属熔覆层。并且工艺简单、环保，无需预先热处理和事后热处理。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为:专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末，按其重量百分比计，含有8-12%碳化硅，2-5%锑，3-5%氧化铝，3-5%铬，5-8 %硼，1-2%铱，余量为镍。
`[0006]专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末的优选配比为，包含12%碳化硅，5%锑，3%氧化铝，5%铬，6%硼，2%铱，余量为镍。
[0007]本发明所述的金属合金粉末中的各种成分的作用:
[0008]镍(Ni):作为合金粉末的骨料，在熔覆时彻底熔融，与熔融状态的金属基材一同形成激光熔池，以供其他元素或化合物在熔池中均匀分布后凝固成熔覆层；镍具有较强的耐腐蚀性，粉末中添加镍可以提高其抗拉强度，并且由于镍具有非常小的热膨胀系数，所以可以降低热裂纹的产生。
[0009]碳化硅(SiC):作为添加材料，碳化硅具有较高的硬度和耐磨性，可以提高熔覆层金属的硬度和耐磨性。
[0010]锑(Sb):熔点低，可用于降低合金粉末的熔点，从而可以减少能量输出。
[0011]氧化铝(Al2O3):提高材料对激光的吸收率；线膨胀系数较低，可降低粉末的热胀系数，降低开裂敏感性，提高连续波激光的吸收率。
[0012]硼(B):在合金粉末中起自行脱氧和造渣的作用，可以与进入熔池的氧元素优先形成硼酸盐，覆盖于熔池表面，防止液态金属过度氧化，还能降低合金的熔点，改善熔体对基体金属的润湿能力，对合金的流动性及表面张力产生有利的影响。
[0013]铬(Cr):铬的性质稳定，所以它能提高材料的硬度、耐磨性和耐腐性；同时铬的线膨胀系数低，所以它能降低材料的热胀系数，从而降低开裂敏感性，减少裂纹。
[0014]铱(Ir):作为一种稀有金属添加元素，由于铱本身具有很高的熔点、强度和硬度，所以它能提高材 料的抗拉强度、耐热性和耐磨性，并且其本身化学性质稳定，能够提高合金粉末的耐腐蚀性。
[0015]本发明的有益效果为:本发明所述的镍基金属合金粉末，在连续波光纤激光熔覆中，对光纤激光具有较好的热吸收率；液态金属对基材的润湿能力较强，最后形成的熔覆层结构致密，无裂纹、缩孔、缩松、气孔等缺陷，具有高硬度、高塑韧性、高耐腐蚀性等优异的金属学性能；工艺简单，无需预先热处理及事后热处理。
具体实施例
[0016]下面通过实施例详细描述本发明所述的具体实施方案。
[0017]实施例一:
[0018]将按重量百分比为8%碳化娃，2%铺，3%氧化招，3%铬，5 %硼，1%铱，余量为镍，共称取500g样品，经制样后得到200-300目的镍基金属合金粉末。
[0019]实施例2
[0020]将按重量百分比为12%碳化娃，5%铺，5%氧化招，5%铬，8 %硼，2%铱，余量为镍的比例称取500g样品，经制样后得到200-300目的镍基金属合金粉末。
[0021]实施例3
[0022]将按重量百分比为12%碳化硅，5%锑，3%氧化铝，5%铬，6 %硼，2%铱，余量为镍，共称取500g样品，经制样后得到200-300目的镍基金属合金粉末。
[0023]由实施例3配制得到的镍基金属合金粉末，在2000W连续波光纤激光功率，光斑尺寸10mm2，扫描速度15mm/s，送粉速率20g/min等工艺条件下，对基材为45号钢的工件表面进行激光熔覆处理，室温下，检测结果如下表所示:
[0024]
【权利要求】
1.一种专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末，按其重量百分比计，含有8-12%碳化硅，2-5%锑，3-5%氧化铝，3-5%铬，5-8%硼，1-2%铱，余量为镍。
2.如权利要求1所述的专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末，其特征在于:包含12%碳化娃，5%铺 ，3%氧化招，5%铬，6%硼，2%铱，余量为镍。
【文档编号】C22C32/00GK103726048SQ201410005714
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】张翀昊, 柳岸敏 申请人:张翀昊