本发明涉及一种合金复合粉末及其应用，特别是一种fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末及其应用。
背景技术：
304不锈钢具有加工性能好，韧性高的特点，广泛使用于工业和家具装饰行业。但是在使用过程中由于304不锈钢在使用过程中由于硬度较低，在部件易发生由摩擦磨损引起的失效，包括粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损等失效方式。我国到2014年，不锈钢年产量达到2169.2万吨，不锈钢被大量应用于生产生活中。生产过程中由于不锈钢构件发生摩擦磨损失效而引起大量资源被浪费、降低企业经济效益、引起安全事故等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末及其应用。本发明的复合粉末具有耐磨，耐腐蚀，低应力的特点，对提高不锈钢零部件的利用效益具有较好的前景。
本发明的技术方案：一种fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，由fe粉、mn粉、si粉、cr粉、ni粉和pzt粉组成。
前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，所述复合粉末按重量份计，由fe粉40-55份、mn粉20-35份、si粉5-12份、cr粉2-6份、ni粉1-5份和pzt粉3-20份组成。
前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，所述复合粉末按重量份计，由fe粉44-50份、mn粉27-31份、si粉7-9份、cr粉3-4份、ni粉2-3份和pzt粉5-15份组成。
前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，所述复合粉末按重量份计，由fe粉47份、mn粉30份、si粉8份、cr粉4份、n粉3份和pzt粉10份组成。
前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，所述fe粉、mn粉、si粉、cr粉、ni粉和pzt粉的纯度大于99.7％。
前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，所述fe粉、mn粉、si粉、cr粉、ni粉和pzt粉的粒度为140-280目。
前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，所述复合粉末是将fe、mn、si、cr、ni和pzt混合后机械研磨4-8小时后制得。
一种利用前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末的应用，是用于不锈钢零部件的修复和表面强化。
前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末的应用，具体应用方法是：在不锈钢零部件表面预置1-2mm厚的所述复合粉末，在光纤激光器激光输出功率p＝2-2.8kw，扫描速度v＝5-7mm/s，光斑尺寸d＝(1-2mm)×(9-11mm)和搭接率为40％-60％的条件下，进行激光熔覆即可。
前述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末的应用，所述激光器功率p＝2.4kw，扫描速度v＝5mm/s，光斑尺寸d＝2×10mm2，搭接率为50％。
本发明的有益效果
1、本发明通过通过加入pzt相，利用压电效应过程中的相变松弛应力，pzt高温分解的合金元素或第二相进入涂层产生强化强化复合涂层耐磨性。
2、本发明通过激光高温使得pzt粉末中的合金元素ti、nb、ni等进入涂层，优化了涂层的耐蚀性。
3、与现有技术相比，本发明的采用激光熔覆制备的fe-mn-si记忆合金/pzt复合涂层与基材冶金结合良好，记忆合金应力自适应特性可以松弛应力，降低涂层中的缺陷含量，极大提高涂层的耐磨性。
本申请开发的低应力、高耐磨fe-mn-si记忆合金/pzt复合涂层利用形状记忆合金应力自适应特性松弛应力，pzt压电陶瓷在应力作用下会发生压电效应，产生相变也达到松弛应力的效果，二者共同作用降低涂层残余应力和松弛磨损过程中的应力提高耐磨性的效果。此外，pzt陶瓷相的加入可引起第二相强化及固溶强化也可以提高复合涂层的耐磨性。现阶段激光熔覆修复及强化不锈钢的激光熔覆涂层残余应力大，引起组织缺陷增加，磨损过程由于残余应力值较大且缺陷位置易成为薄弱点而发生失效，极大损害涂层的耐磨性能。与现有的激光熔覆修复手段相比，形状记忆合金及pzt相均可松弛应力，首先在涂层形成时降低残余热应力与组织应力，从而使得涂层裂纹、空隙等缺陷数量降低，很好的优化涂层组织结构，强化耐磨性及耐蚀性；其次是磨损过程中同松弛残余应力及第二相强化、固溶强化也可以提其高耐磨性；最后是pzt在激光高温下发生分解，其中的ti、ni、nb等元素提高涂层的耐蚀性。本发明所研究的涂层通过对残余应力及摩擦过程中的应力的松弛、合金元素提高涂层的耐蚀性，有效降低摩擦磨损失效，提高涂层耐蚀性。所以研发一种低应力、高耐磨fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末及涂层的制备方法可大量节约资源提高效益，具有非常好的前景。
为了进一步说明本发明所具有的有益效果，发明人做了以下实验：
材料的硬度
本发明制备的复合涂层硬度结果如图1所示，涂层的平均硬度达到基材的3倍左右。主要是由pzt分解合金元素进入涂层产生固溶强化以及pzt相进入涂层产生第二相强化引起的。
材料的耐磨性
对本发明制备所得的激光熔覆记忆合金复合涂层进行摩擦磨损实验，所得结果如图2所示，当pzt加入时复合涂层基耐磨性比基材得到极大提高，主要是存在记忆合金及pzt对应力的松弛作用得到低残余应力涂层以及松弛摩擦磨损过程中应力，应力释放充分，还存在第二相强化及固溶强化，使得涂层耐磨性得到极大提高。
材料的耐蚀性
图3为不同pzt含量的复合涂层及基材的极化曲线。从图3可以得出加入pzt的复合涂层自腐蚀电位升高，复合涂层发生腐蚀的倾向降低，提高了涂层的耐蚀性。主要是因为ti、nb、ni等合金元素进入涂层提高涂层的耐蚀性。但是pzt含量加入到达15％时自腐蚀电压反而下降，因为pzt含量增加导致缺陷增加，降低涂层的耐蚀性。
附图说明
附图1不同pzt含量复合涂层的硬度分布；
附图2不同pzt含量复合涂层的摩擦系数曲线；
附图3不同pzt含量电化学极化曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1：一种fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，按重量份计，由fe粉47份、mn粉30份、si粉8份、cr粉4份、n粉3份和pzt粉10份组成。
实施例2：一种fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，按重量份计，由fe粉40份、mn粉20份、si粉5份、cr粉2份、ni粉1份和pzt粉3份组成。
实施例3：一种fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，按重量份计，由fe粉55份、mn粉35份、si粉12份、cr粉6份、ni粉5份和pzt粉20份组成。
实施例4：一种fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，按重量份计，由fe粉44份、mn粉27份、si粉7份、cr粉3份、ni粉2份和pzt粉5份组成。
实施例5：一种fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末，按重量份计，由fe粉50份、mn粉31份、si粉9份、cr粉4份、ni粉3份和pzt粉15份组成。
实施例1-5所述fe粉、mn粉、si粉、cr粉、ni粉和pzt粉的纯度大于99.7％。
实施例1-5所述fe粉、mn粉、si粉、cr粉、ni粉和pzt粉的粒度为140-280目。
实施例1-5所述复合粉末是将fe、mn、si、cr、ni和pzt混合后机械研磨4-8小时后制得。
实施例6：一种实施例1-5所述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末的应用，是用于304不锈钢零部件的修复和表面强化，具体方法是在304不锈钢零部件表面预置1.5mm厚的所述复合粉末，在光纤激光器功率p＝2.4kw，扫描速度v＝5mm/s，光斑尺寸d＝2×10mm2，搭接率为50％的条件下，进行激光熔覆即可。
实施例7：一种实施例1-5所述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末的应用，是用于304不锈钢零部件的修复和表面强化，具体方法是在304不锈钢零部件表面预置1mm厚的所述复合粉末，在光纤激光器激光输出功率p＝2kw，扫描速度v＝5mm/s，光斑尺寸d＝(1mm)×(9mm)和搭接率为40％％的条件下，进行激光熔覆即可。
实施例8：一种实施例1-5所述的fe-mn-si记忆合金/pzt复合粉末的应用，是用于304不锈钢零部件的修复和表面强化，具体方法是在304不锈钢零部件表面预置2mm厚的所述复合粉末，在光纤激光器激光输出功率p＝2.8kw，扫描速度v＝7mm/s，光斑尺寸d＝(2mm)×(11mm)和搭接率为60％的条件下，进行激光熔覆即可。