专利名称：高耐磨自熔合金热喷涂材料的制作方法
一种高耐磨自熔合金热喷涂材料，本发明特别适用于采用氧乙炔对基体金属工件进行热喷涂以满足工程机械在严重磨粒磨损工况条件下作业的需要。
目前国内已能批量供应的氧乙炔热喷涂材料，例如Ni60，Ni62，Fe60等，HRc值虽也可达55～62，但这些材料较适用于滑动磨损或低应力情况下的磨粒磨损，在高应力或严重磨粒磨损工况条件下则较难适应。
本发明的目的就是要研制一种能满足工程机械严重磨粒磨损工况条件下作业需要的，并可采用氧乙炔热喷涂的高耐磨自熔合金喷涂材料。
目前市售最常用的一种镍基耐磨自熔合金Ni60其成份如下(本说明书中所有合金成份含量，若无特别说明均为重量百分比)CBSiCrFeNi0.7/1.03.5/4.53.5/5.515/16≤14余量该合金的氧乙炔喷涂层硬度为HRc55～60，分析上述合金，我们发现，由于合金中强碳化物形成元素的含量不够，碳含量偏低，因而使组织中碳化物硬质相数量不足，奥氏体基体强度与硬度太低，以致使热喷涂层经不起强烈的磨粒磨损。
本发明的措施是适当强化固溶体基体，并在强化了的固溶体基体上适当分布一定数量的高硬度碳化物硬质相，为此在合金成份设计上我们考虑到1、硼与硅
硼与硅是保证合金粉末在重熔过程中的自熔并降低合金熔点和增加合金熔融时流动性的元素，因而在本发明中仍然含有硼和硅二个元素，但该二元素含量不宜过高，否则合金喷涂层脆性显著增加，且过高的硅含量将明显产生石墨化，使喷涂层硬度反而下降，在本发明中硼含量设计在2.5～4.5%，硅为3.0～5.5%。
2、钴与铬钴具有提高合金基体强度和韧性，改善基体与碳化物、硼化物硬质相润湿性并增强本发明合金在重熔状态下的抗氧化性，因而在本发明合金中添加了钴，但钴的含量不能太高，否则会使合金熔点上升，自熔性变差，在本发明中钴的含量规定为≤40%。
铬也是一种提高基体强度和韧性的合金元素，且铬还是促使形成硬质相，改善本发明合金耐磨性的重要合金元素，因而在本发明中保留了铬的成份，并将其规定为10～30%。铬的含量如果超过30%，同样也会使合金自熔性变差。
3、钼与钨在本发明中添加了强碳化物形成元素钼与钨，Ni60合金喷涂层之所以不能满足强烈磨粒磨损工况条件下作业的需要，其很大原因是高硬度的碳化物硬质相的数量不足，而又因考虑到合金的综合性能硼、硅的含量又不能过高，以致原合金的硬度和耐磨性受到限止。本发明合金由于添加了能使合金在重熔后冷却过程中形成高硬度的六方，立方合金碳化物的钼与钨合金元素，因而使合金喷涂层的硬度和耐磨性能得以提高。通过试验本发明的合金的钼含量规定在2～10%范围内，钨含量规定在1.0～8%范围内，我们发现，如果钼与钨超过上述规定范围则将产生恶化自熔性和增加喷涂层的脆性。
4、碳碳是形成碳化物硬质相的重要元素，根据本发明设计的合金元素含量，本发明的含碳量规定为1.0～2.5%范围。
5、镍镍仍然是本发明的基本合金元素。
根据上述，从合金综合机械性能，及合金自熔性考虑，经多次试验研究本发明的特征在于其成份规定如下CBSiCrNi1.0/2.52.5/4.53.0/5.015/3020/55CoMoWFe≤402/101.0/8余量下面为
具体实施例方式采用感应炉熔炼和水雾化方法制备下列成份的高耐磨自熔合金粉末
上述合金可采用氧乙炔进行热喷涂，自熔性类似Ni60，经测试喷涂层的物理性能状况如下
从上述看出，与Ni60喷涂层相比，本发明合金喷涂层的HRc值高。在受载情况下磨损量有明显下降，特别当载荷增加到17公斤时，Ni60喷涂层迅速磨损，而本发明喷涂层的磨损量仍然比Ni6010公斤载荷情况下的磨损量小，因而本发明特别适用于严重磨粒磨损工况条件下作业的工程机械。例如采用本发明热喷涂于工程机械挖土机斗齿表面进行予保护。过去采用Ni60磨损明显，而采用本发明实施例5和6喷涂螺杆泵湿喷机转子进行予保护，使用寿命(即喷射混凝土量)高达45立方米以上，而同样工况条件下，高铬铸铁转子使用寿命为35立方米左右，高铬铸铁在10公斤和17公斤载荷时的磨损量分别为66.77mg和97.10mg，比Ni60的71.57和103.53低。
因此凡属强烈磨粒磨损工况条件的易损工件与设备另件均可采用本发明进行修复或予以保护。例如磨煤机轧辊、工程机械斗齿、喷射沙浆混凝土转子、球磨机衬板、大型高炉焦炉风机叶片、矿山破碎机等，上述工件大多采用高铬铸铁、高锰钢制造。制造工艺复杂、成本较高。如果改用工程性能好、成本低的材料制造，然后表面再喷涂耐磨自熔合金材料，势必就可能大大节约成本，但目前市售的Ni60喷涂材料在硬度和磨粒磨损性能方面难以满足强烈磨粒磨损工况条件下作业的需要。因而本发明的问世就可大大简化上述设备制造工艺，降低成本，而且可延长设备使用寿命。此外还可反复修复多次使用。
权利要求
1.一种高耐磨自熔合金热喷涂材料，其特征在于，合金成份为(重量百分比)CBSi Cr Ni1.0/2.5 2.5/4.5 3.0/5.0 15/30 20/55Co NoW Fe≤40 2/10 1.0/8 余量
全文摘要
一种高耐磨自熔合金热喷涂材料，特别适用于采用氧乙炔对基体金属工件进行热喷涂以满足工程机械在严重磨粒磨损工况条件下作业的需要，其成分为C1.0/2.5 B2.5/4.5 Si3.0/5.0Cr15/30 Mi20/55 Co≤40Mo2/10 W1.0/8 Fe余量
文档编号C09D5/38GK1077207SQ92108370
公开日1993年10月13日 申请日期1992年4月8日 优先权日1992年4月8日
发明者张明洋, 俞国珍, 顾燮才 申请人:上海钢铁工艺技术研究所