本發(fā)明涉及激光熔覆，具體為nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層及其熔覆工藝。

背景技術(shù)：

1、27simn鋼應(yīng)用于液壓支架時(shí)，不僅要承受沖擊磨損，還需應(yīng)對(duì)腐蝕破壞，為了延長(zhǎng)液壓支架的服役壽命，可以通過激光熔覆的細(xì)化fe基熔覆層的晶粒尺寸。

2、專利zl202010690870.1公開了一種高耐蝕亞微-納米晶fe基激光熔覆層及其制備方法，該方法是將一定比例合金粉末混合，之后通過水玻璃作為粘接劑將合金粉末預(yù)置在基材表面，對(duì)預(yù)置層進(jìn)行熔覆，從而獲得超細(xì)晶fe基激光熔覆層。本方法對(duì)粉末粒徑要求較高，需采用梯度粒徑合金粉末，即還原鐵粉粒徑范圍為60μm-160μm，釩鐵粉粒徑范圍為20μm-40μm，石墨粉粒徑范圍為8μm-12μm，如采用同步送粉的方式不易實(shí)現(xiàn)，合金粉末粒徑過細(xì)時(shí)容易堵塞送粉頭。專利zl?2023109602157公開了一種可自鈍化高耐蝕fe-vc復(fù)合激光熔覆層及其制備方法，該方法通過對(duì)基材強(qiáng)制冷卻，獲得了高耐蝕性的超細(xì)晶fe基激光熔覆層。通過強(qiáng)制冷卻基材獲取高耐蝕性熔覆層的冷卻速度不容易控制，工藝性復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層及其熔覆工藝。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層熔覆工藝，在27simn鋼基材上采用激光熔覆的方法制備熔覆層，熔覆所用的合金粉末組成為：60.6wt.％的還原鐵粉，32.4wt.％的釩鐵粉、6.1wt.％的石墨粉以及0.9wt.％的鈮粉。

3、優(yōu)選的，所述的釩鐵粉為釩質(zhì)量含量為48％的fev50，還原鐵粉為球形還原鐵粉，釩鐵粉、石墨粉和球形還原鐵粉的粒徑范圍均為100-200目，鈮粉粒徑為400-600目。

4、優(yōu)選的，采用同步送粉方式進(jìn)行熔覆。

5、優(yōu)選的，所述激光熔覆的參數(shù)為：激光功率1000w、熔覆頭距離基材表面24mm、搭接率為35％、脈沖頻率4500hz、占空比95％、熔覆速度12mm/s、使用流量為6l/min的純氬作為送粉氣、使用流量為16l/min的純氬作為保護(hù)氣。

6、本發(fā)明nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層，采用前述任何一項(xiàng)熔覆工藝制得。

7、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明適量nb元素促進(jìn)了等軸晶粒尺寸的減小和樹枝晶的尺寸的變短，晶粒尺寸減小的同時(shí)，晶界密度增大，往往晶界處更易受到腐蝕，但有利于腐蝕產(chǎn)物的快速形成，有效避免了腐蝕介質(zhì)滲入到基體內(nèi)部。本發(fā)明熔覆層平均晶粒尺寸達(dá)到亞微米超細(xì)晶尺度，為0.96μm，熔覆層平均顯微硬度最高達(dá)到960hv0.2，且熔覆層呈現(xiàn)出高耐腐蝕性，與27simn基材相比，抗磨蝕性能是27simn基材的7.3倍。并且由于合金粉末特別的配比，使得合金粉末不需要太細(xì)，可以采用同軸送粉的方式在不需要強(qiáng)制冷卻的條件下進(jìn)行激光熔覆，工藝簡(jiǎn)單。

技術(shù)特征：

1.一種nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層熔覆工藝，其特征在于：在27simn鋼基材上采用激光熔覆的方法制備熔覆層，熔覆所用的合金粉末組成為：60.6wt.％的還原鐵粉，32.4wt.％的釩鐵粉、6.1wt.％的石墨粉以及0.9wt.％的鈮粉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層熔覆工藝，其特征在于：所述的釩鐵粉為釩質(zhì)量含量為48％的fev50，還原鐵粉為球形還原鐵粉，釩鐵粉、石墨粉和球形還原鐵粉的粒徑范圍均為100-200目，鈮粉粒徑為400-600目。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層熔覆工藝，其特征在于：采用同步送粉方式進(jìn)行熔覆。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層熔覆工藝，其特征在于：所述激光熔覆的參數(shù)為：激光功率1000w、熔覆頭距離基材表面24mm、搭接率為35％、脈沖頻率4500hz、占空比95％、熔覆速度12mm/s、使用流量為6l/min的純氬作為送粉氣、使用流量為16l/min的純氬作為保護(hù)氣。

5.一種nb致超細(xì)晶化fe基高耐磨蝕激光熔覆層，其特征在于：采用如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)熔覆工藝制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種Nb致超細(xì)晶化Fe基高耐磨蝕激光熔覆層及其熔覆工藝，本發(fā)明Nb致超細(xì)晶化Fe基高耐磨蝕激光熔覆層熔覆工藝，在27SiMn鋼基材上采用激光熔覆的方法制備熔覆層，熔覆所用的合金粉末組成為：60.6wt.％的還原鐵粉，32.4wt.％的釩鐵粉、6.1wt.％的石墨粉以及0.9wt.％的鈮粉。本發(fā)明熔覆層平均晶粒尺寸達(dá)到亞微米超細(xì)晶尺度，為0.96μm，熔覆層平均顯微硬度最高達(dá)到960HV<subgt;0.2</subgt;，且熔覆層呈現(xiàn)出高耐腐蝕性，與27SiMn基材相比，抗磨蝕性能是27SiMn基材的7.3倍。并且由于合金粉末特別的配比，使得合金粉末不需要太細(xì)，可以采用同軸送粉的方式在不需要強(qiáng)制冷卻的條件下進(jìn)行激光熔覆，工藝簡(jiǎn)單。

技術(shù)研發(fā)人員：張輝,劉義松,趙偉,呂月霞,高海瑞,劉金剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6