一种机械装置用合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属材料领域，具体是一种机械装置用合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代工业的发展，生产过程中对机械产品的性能要求越来越高，产品在高参 数（如高温、高压、高速等）和恶劣的工况条件下长期稳定运转，必然对其表面的强度、耐磨 性、耐蚀性等提出更高的要求。各种机械设备、仪器仪表、冶金零部件中的金属零件，以及各 种工模具，在使用过程中往往首先从表面发生破坏和失效，破坏的原因很大一部分是由于 表面磨损而造成的。因此，只要对零部件表面进行强化就能满足性能的要求。表面强化技 术主要有热喷涂、表面熔覆等工艺方法，表面熔覆技术使基体表面获得耐磨性能的同时，覆 层材料与基体间可形成牢固的冶金结合，因此在一些要求表面不仅具有抗磨性能，而且还 需要承受强载荷作用的条件下，具有绝对优势。常用熔覆材料有铁基、镍基、钴基材料等，其 中镍基体和钴基体更能适于高温、氧化、腐蚀等工况条件下的性能要求，所以镍基体和钴基 熔覆材料得到广泛的应用。
[0003] 高温合金材料最初主要应用于航空航天领域，由于其优良的耐高温、耐腐蚀等性 能，逐渐被应用到电力、汽车、冶金、玻璃制造、原子能等工业领域，从而大大拓展了高温合 金材料的应用领域。随着高温合金材料的发展，其市场需求处于逐步扩大和增长状态。镍 基和钴基高温合金在热挤压或热乳过程中会形成Ni-Co,且在氧化性酸中不易发生反应； Ni-Co尖晶石不溶于常用的各种酸，使得酸洗液难以接触基体金属。
[0004] 因此，添加合金元素强化合金是提高合金强度的一种简单有效且经济实用的方 法，目前在机械装置用合金开发过程中通过添加大量的合金元素来提高强度使用的最为普 遍。在提高合金性能的各种合金元素中，多种稀土元素联合使用时强化效果最好。目前，机 械装置用合金的开发一般含两种及两种以上稀土元素。但是现有的机械装置用材料都存在 稀土元素用量不合理，而且材料性能很差，容易磨损以及腐蚀，不能长时间使用，从而导致 机械装置的关键部位的零件经常更换，使得成本大大增加。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种机械装置用合金材料及其制备方法，以解决上述背景 技术中提出的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种机械装置用合金材料，其组成材料按照质量百分数为：Ni20~30%，Mg18~ 21%，Co15 ~18%，Cr15 ~18%，Mo1. 2 ~1. 6%，Al1. 2 ~1. 5%，Si1. 0 ~1. 8%，Ti 3. 2 ~4. 8%，Zr0· 9 ~1. 5%，Nb3. 0 ~6. 0%，Pb3. 0 ~5· 0%，Y0· 6 ~1. 5%，余量为Fe。
[0007] -种机械装置用合金材料的制备方法，具体制备步骤如下： (1)按照质量百分数进行配料，其中B以硼酸的形式加入，Y以氧化忆的形式加入，将原 料均匀混合； (2)将上述原料置于真空中频熔炼炉内熔化形成合金熔体，真空中频熔炼炉内的真空 度低于1X10 2Pa，待熔体过热温度达到1200~1300°C后，向真空中频熔炼炉内通过导流管 喷射惰性气体作为雾化气体进行喷射成形，雾化气体的压力控制在1. 8~2.IMPa，控制喷 射距离为300~400mm，沉积盘转速为35~45rpm，在沉积盘上得到机械装置用合金材料锭 坯； (4)先在真空中频熔炼炉内降温到300°C以下，再用空冷鼓风快速冷却到100°C以下， 在置于空气中缓慢冷却到室温，即可。
[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的机械装置用合金材料的原材料 易于获得，成本低，拉强度和屈服强度大，材料性优良，易于大规模生产。
[0009] 本发明工艺简单，易于移植和操作，耐腐蚀性强，可明显改善合金耐磨耐腐蚀的问 题，可解决合金由于不耐磨耐腐蚀性而限制其应用的难题，也可扩大该材料的应用领域。
【具体实施方式】
[0010] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0011] 实施例1 机械装置用合金材料，其组成材料按照质量百分数为：Ni20%，Mg21%，C〇15%，Cr15%，Mo1·6%，Α1 1.2%，Si1.8%，Ti3.2%，Zr1.5%，Nb3.0%，Pb5·0%，Υ0.6%，余量为 Fe〇
[0012] 上述机械装置用合金材料的制备方法，具体制备步骤如下： (1) 按照质量百分数进行配料，其中B以硼酸的形式加入，Y以氧化忆的形式加入，将原 料均匀混合； (2) 将上述原料置于真空中频熔炼炉内熔化形成合金熔体，真空中频熔炼炉内的真空 度低于1X10 2Pa，待熔体过热温度达到1200~1300°C后，向真空中频熔炼炉内通过导流管 喷射惰性气体作为雾化气体进行喷射成形，雾化气体的压力控制在1. 8~2.IMPa，控制喷 射距离为300~330mm，沉积盘转速为35rpm，在沉积盘上得到机械装置用合金材料锭还； (4)先在真空中频熔炼炉内降温到300°C以下，再用空冷鼓风快速冷却到100°C以下， 在置于空气中缓慢冷却到室温，即可。
[0013] 实施例2 机械装置用合金材料，其组成材料按照质量百分数为：Ni25%，Mg20%，Co17%，Cr16%，Mo1· 4%，A1 1· 3%，Si1· 4%，Ti4· 0%，Zr1· 2%，Nb4· 5%，Pb4· 0%，Y1· 0%，余量为 Fe〇
[0014] 上述机械装置用合金材料的制备方法，具体制备步骤如下： (1) 按照质量百分数进行配料，其中B以硼酸的形式加入，Y以氧化忆的形式加入，将原 料均匀混合； (2) 将上述原料置于真空中频熔炼炉内熔化形成合金熔体，真空中频熔炼炉内的真空 度低于1X10 2Pa，待熔体过热温度达到1200~1300°C后，向真空中频熔炼炉内通过导流管 喷射惰性气体作为雾化气体进行喷射成形，雾化气体的压力控制在1. 8~2.IMPa，控制喷 射距离为330~360mm，沉积盘转速为40rpm，在沉积盘上得到机械装置用合金材料锭还； (4)先在真空中频熔炼炉内降温到300°C以下，再用空冷鼓风快速冷却到100°C以下， 在置于空气中缓慢冷却到室温，即可。
[0015] 实施例3 机械装置用合金材料，其组成材料按照质量百分数为：Ni28%，Mg18%，Co17%，Cr17%，Mo1·2%，Α1 1.5%，Si1.0%，Ti4.2%，Zr0.9%，Nb5.0%，Pb3·0%，Υ1.2%，余量为 Fe〇
[0016] 上述机械装置用合金材料的制备方法，具体制备步骤如下： (1) 按照质量百分数进行配料，其中B以硼酸的形式加入，Y以氧化忆的形式加入，将原 料均匀混合； (2) 将上述原料置于真空中频熔炼炉内熔化形成合金熔体，真空中频熔炼炉内的真空 度低于1X10 2Pa，待熔体过热温度达到1200~1300°C后，向真空中频熔炼炉内通过导流管 喷射惰性气体作为雾化气体进行喷射成形，雾化气体的压力控制在1. 8~2.IMPa，控制喷 射距离为360~400mm，沉积盘转速为45rpm，在沉积盘上得到机械装置用合金材料锭还； (4)先在真空中频熔炼炉内降温到300°C以下，再用空冷鼓风快速冷却到100°C以下， 在置于空气中缓慢冷却到室温，即可。
[0017] 根据国标GB/T228-2002的标准，对本实施例所得各种合金材料进行室温力学性 能测试以及耐腐蚀测试。
[0018] 表1实施例所得合金的力学性能以及腐蚀率
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背 离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪 一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要 求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化 囊括在本发明内。
【主权项】
1. 一种机械装置用合金材料，其特征在于，其组成材料按照质量百分数为：Ni20~ 30%，Mg18 ~21%，Co15 ~18%，Cr15 ~18%，Mo1.2 ~1.6%，A1 1.2 ~1.5%，Si1.0 ~ 1. 8%，Ti3. 2 ~4. 8%，Zr0· 9 ~1. 5%，Nb3. 0 ~6. 0%，Pb3. 0 ~5. 0%，Y0· 6 ~1. 5%， 余量为Fe。2. -种如权利要求1所述的机械装置用合金材料的制备方法，其特征在于，具体制备 步骤如下： (1) 按照质量百分数进行配料，其中B以硼酸的形式加入，Y以氧化忆的形式加入，将原 料均匀混合； (2) 将上述原料置于真空中频熔炼炉内熔化形成合金熔体，真空中频熔炼炉内的真空 度低于1X102Pa，待熔体过热温度达到1200~1300°C后，向真空中频熔炼炉内通过导流管 喷射惰性气体作为雾化气体进行喷射成形，雾化气体的压力控制在1.8~2.IMPa，控制喷 射距离为300~400mm，沉积盘转速为35~45rpm，在沉积盘上得到机械装置用合金材料锭 坯； (4)先在真空中频熔炼炉内降温到300°C以下，再用空冷鼓风快速冷却到100°C以下， 在置于空气中缓慢冷却到室温，即可。
【专利摘要】本发明公开了一种机械装置用合金材料及其制备方法，其组成材料有Ni、Mg、Cr、Mo、Al、Si、Ti、Zr、Nb、Pb、Y以及Fe，按照质量百分数进行配料，均匀混合后置于真空中频熔炼炉内熔化形成合金熔体，向真空中频熔炼炉内通过导流管喷射惰性气体作为雾化气体进行喷射成形，在沉积盘上得到机械装置用合金材料锭坯，先在真空中频熔炼炉内降温，再用空冷鼓风快速冷却，在置于空气中缓慢冷却到室温，即可。本发明的机械装置用合金材料的原材料易于获得，成本低，拉强度和屈服强度大，耐腐蚀性强，材料性优良，易于大规模生产，可明显改善合金耐磨耐腐蚀的问题，解决合金由于不耐磨耐腐蚀性而限制其应用的难题，扩大该材料的应用领域。
【IPC分类】C22C38/60, C22C30/00
【公开号】CN105349909
【申请号】CN201510809022
【发明人】谭志银
【申请人】全椒县志宏机电设备设计有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月20日