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%二氧化硅，2-5%锑，3-5%氧化铝，3-5%氧化镧，5-8％硼，1-2%锰，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】专用于连续波光纤激光熔覆的镍基合金粉末
【技术领域】
[0001]本发明涉及到ー种合金粉末，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，待激光扫过之后一井冷却，由此在金属表面形成ー层新的熔覆层。
[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。并且エ艺简单、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% 二氧化硅，2-5%锑，3-5%氧化铝，3-5%氧化镧，5-8%硼，1-2%猛,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10% 二氧化硅，4%铺，3%氧化招，3%氧化镧，6%硼，2%猛，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]二氧化硅(SiO2):作为添加材料，可以提高材料对激光的吸收率，使得在较低的能量下就可以进行熔覆，提高了工作效率，減少成本。
[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):线膨胀系数 较低，可降低粉末的热胀系数，降低开裂敏感性，提高延续波激光吸收率。
[0012]氧化镧(La2O3):能够起到细化晶粒的作用，从而生成均匀、致密的组织，提高熔覆材料的结构强度，并减少裂纹的产生。[0013]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カ产生有利的影响。
[0014]锰(Mn):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。
[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；エ艺简单，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% 二氧化硅，2%锑，3%氧化铝，3%氧化镧，5%硼，1%猛，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% 二氧化硅，5%铺，5%氧化招，5%氧化镧，8%硼，2%猛，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10% 二氧化硅，4%铺，3%氧化招，3%氧化镧，6%硼，2%猛，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等エ艺条件下，对基材为45号钢的エ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.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%二氧化娃，2~5%铺,3~5%氧化招，3~5%氧化俩，5-8%砸，1-2%猛,余量为镇。
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10% 二氧化硅，4%锑，3%氧化铝，3%氧化镧，6%硼，2%锰，余量为镍。
【文档编号】C22C32/00GK103602856SQ201310589603
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】张翀昊, 柳岸敏 申请人:张翀昊