一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 埋弧焊、明弧焊具有突出的特点，这些特点主要表现在：1、表面工程和多种复合材 料的结合在材料设计中具有明显的优势；2、可方便地调整材料的化学成分；3、能够动态形 成具有特殊结构性能的复合材料；4、多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。
[0003] 在过去的数十年中，表面处理技术发展迅速，传统的表面处理技术使用的丝材结 合强度差、气孔率高、使用率低。而新型焊接丝材弥补了这些缺陷，采用新工艺、新方法、新 配方制得的材料具有高硬度、高结合强度、耐腐蚀性，微观组织结构均匀，材料使用率高，综 合力学性能优良等特点，可广泛应用于航空航天、工业生产、模具再制造等领域。为了拓展 埋弧焊、明弧焊等传统焊接技术的应用范围，人们需要新型的适合埋弧焊、明弧焊等传统焊 接方法的新型材料。
【发明内容】
[0004] 为了弥补传统焊层的不足，本发明提供一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料及其制 备方法。
[0005] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006] 一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占21-33份、 Ni占44-59份、Fe占8份、B占8份、Al占0. 08份、Al2O3占1份，所述Al 203增加了材料的 结合强度，减少气孔率。
[0007] Co的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和 各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动 机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要 金属材料。Co作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。
[0008] 将Ni混入钢中可以提高机械强度。Ni与钢的合金用来制造机器承受较大压力、承 受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。
[0009] 一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010] (1)采用气雾化法制得Co-Ni-Fe-B的纳米球；
[0011] ⑵向步骤⑴制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
[0012] 本发明的有益效果是：本发明既有合金钢材的高强度，又有钛金属的优异耐蚀性、 高静摩擦系数等特点。本发明制得的焊层的硬度可达到HRC37,具有较高的结合强度和较 小的气孔率，结合强度、抓附力较高，焊层厚度可达6毫米，致密度良好为0. 68,适用于埋弧 焊，还可作为热喷涂层材料的底层材料，具有优异的结合强度，在相同的条件下，本发明的 结合度是普通丝材结合强度的1. 2倍左右。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐 述。
[0014] 实施例一：
[0015] -种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占21份、Ni 占44份、Fe占8份、B占8份、Al占0.08份、Al2O3占1份。
[0016] -种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017] (1)采用气雾化法制得Co-Ni-Fe-B的纳米球；
[0018] (2)向步骤⑴制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
[0019] 实施例二：
[0020] 一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占26份、Ni 占50份、Fe占8份、B占8份、Al占0.08份、Al2O3占1份。
[0021] 一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，同实施例一。
[0022] 实施例三：
[0023] 一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占28份、Ni 占55份、Fe占8份、B占8份、Al占0.08份、Al2O3占1份。
[0024] 一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，同实施例一。
[0025] 实施例四：
[0026] 一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占33份、Ni 占59份、Fe占8份、B占8份、Al占0.08份、Al2O3占1份。
[0027] -种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，同实施例一。
[0028] 采用埋弧焊焊接技术在以20C〇钢为基体的轧辊上制得Co-Ni-Fe-B焊层，带有所 述焊层的基体与无所述焊层的基体的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能对 比实验结果见表1 :
[0029] 表1 Co-Ni-Fe-B焊层与20C〇钢基体的性能对比实验结果：
[0030]
【主权项】
1. 一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Co 占21-33份、Ni占44-59份、Fe占8份、B占8份、Al占0. 08份、Al2O3占1份。
2. -种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 采用气雾化法制得Co-Ni-Fe-B的纳米球； (2) 向步骤⑴制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
【专利摘要】本发明涉及一种高硬度Co-Ni-Fe-B焊层材料及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Co占21-33份、Ni占44-59份、Fe占8份、B占8份、Al占0.08份、Al2O3占1份，其制备方法为：首先采用气雾化法制得Co-Ni-Fe-B的纳米球，然后向制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。本发明既有合金钢材的高强度，又有钛金属的优异耐蚀性、高静摩擦系数等特点，制得的焊层的硬度可达到HRC37，具有较高的结合强度和较小的气孔率，结合强度、抓附力较高，焊层厚度可达6毫米，致密度良好为0.68。
【IPC分类】C22C30-00, C22C19-03, B22F1-00
【公开号】CN104858421
【申请号】CN201510236465
【发明人】程敬卿
【申请人】芜湖鼎瀚再制造技术有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月9日