專利名稱：高耐磨自熔合金熱噴涂材料的制作方法
一種高耐磨自熔合金熱噴涂材料，本發(fā)明特別適用于采用氧乙炔對(duì)基體金屬工件進(jìn)行熱噴涂以滿足工程機(jī)械在嚴(yán)重磨粒磨損工況條件下作業(yè)的需要。
目前國(guó)內(nèi)已能批量供應(yīng)的氧乙炔熱噴涂材料，例如Ni60，Ni62，F(xiàn)e60等，HRc值雖也可達(dá)55～62，但這些材料較適用于滑動(dòng)磨損或低應(yīng)力情況下的磨粒磨損，在高應(yīng)力或嚴(yán)重磨粒磨損工況條件下則較難適應(yīng)。
本發(fā)明的目的就是要研制一種能滿足工程機(jī)械嚴(yán)重磨粒磨損工況條件下作業(yè)需要的，并可采用氧乙炔熱噴涂的高耐磨自熔合金噴涂材料。
目前市售最常用的一種鎳基耐磨自熔合金Ni60其成份如下(本說(shuō)明書中所有合金成份含量，若無(wú)特別說(shuō)明均為重量百分比)CBSiCrFeNi0.7/1.03.5/4.53.5/5.515/16≤14余量該合金的氧乙炔噴涂層硬度為HRc55～60，分析上述合金，我們發(fā)現(xiàn)，由于合金中強(qiáng)碳化物形成元素的含量不夠，碳含量偏低，因而使組織中碳化物硬質(zhì)相數(shù)量不足，奧氏體基體強(qiáng)度與硬度太低，以致使熱噴涂層經(jīng)不起強(qiáng)烈的磨粒磨損。
本發(fā)明的措施是適當(dāng)強(qiáng)化固溶體基體，并在強(qiáng)化了的固溶體基體上適當(dāng)分布一定數(shù)量的高硬度碳化物硬質(zhì)相，為此在合金成份設(shè)計(jì)上我們考慮到1、硼與硅
硼與硅是保證合金粉末在重熔過(guò)程中的自熔并降低合金熔點(diǎn)和增加合金熔融時(shí)流動(dòng)性的元素，因而在本發(fā)明中仍然含有硼和硅二個(gè)元素，但該二元素含量不宜過(guò)高，否則合金噴涂層脆性顯著增加，且過(guò)高的硅含量將明顯產(chǎn)生石墨化，使噴涂層硬度反而下降，在本發(fā)明中硼含量設(shè)計(jì)在2.5～4.5%，硅為3.0～5.5%。
2、鈷與鉻鈷具有提高合金基體強(qiáng)度和韌性，改善基體與碳化物、硼化物硬質(zhì)相潤(rùn)濕性并增強(qiáng)本發(fā)明合金在重熔狀態(tài)下的抗氧化性，因而在本發(fā)明合金中添加了鈷，但鈷的含量不能太高，否則會(huì)使合金熔點(diǎn)上升，自熔性變差，在本發(fā)明中鈷的含量規(guī)定為≤40%。
鉻也是一種提高基體強(qiáng)度和韌性的合金元素，且鉻還是促使形成硬質(zhì)相，改善本發(fā)明合金耐磨性的重要合金元素，因而在本發(fā)明中保留了鉻的成份，并將其規(guī)定為10～30%。鉻的含量如果超過(guò)30%，同樣也會(huì)使合金自熔性變差。
3、鉬與鎢在本發(fā)明中添加了強(qiáng)碳化物形成元素鉬與鎢，Ni60合金噴涂層之所以不能滿足強(qiáng)烈磨粒磨損工況條件下作業(yè)的需要，其很大原因是高硬度的碳化物硬質(zhì)相的數(shù)量不足，而又因考慮到合金的綜合性能硼、硅的含量又不能過(guò)高，以致原合金的硬度和耐磨性受到限止。本發(fā)明合金由于添加了能使合金在重熔后冷卻過(guò)程中形成高硬度的六方，立方合金碳化物的鉬與鎢合金元素，因而使合金噴涂層的硬度和耐磨性能得以提高。通過(guò)試驗(yàn)本發(fā)明的合金的鉬含量規(guī)定在2～10%范圍內(nèi)，鎢含量規(guī)定在1.0～8%范圍內(nèi)，我們發(fā)現(xiàn)，如果鉬與鎢超過(guò)上述規(guī)定范圍則將產(chǎn)生惡化自熔性和增加噴涂層的脆性。
4、碳碳是形成碳化物硬質(zhì)相的重要元素，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的合金元素含量，本發(fā)明的含碳量規(guī)定為1.0～2.5%范圍。
5、鎳鎳仍然是本發(fā)明的基本合金元素。
根據(jù)上述，從合金綜合機(jī)械性能，及合金自熔性考慮，經(jīng)多次試驗(yàn)研究本發(fā)明的特征在于其成份規(guī)定如下CBSiCrNi1.0/2.52.5/4.53.0/5.015/3020/55CoMoWFe≤402/101.0/8余量下面為
具體實(shí)施例方式采用感應(yīng)爐熔煉和水霧化方法制備下列成份的高耐磨自熔合金粉末
上述合金可采用氧乙炔進(jìn)行熱噴涂，自熔性類似Ni60，經(jīng)測(cè)試噴涂層的物理性能狀況如下
從上述看出，與Ni60噴涂層相比，本發(fā)明合金噴涂層的HRc值高。在受載情況下磨損量有明顯下降，特別當(dāng)載荷增加到17公斤時(shí)，Ni60噴涂層迅速磨損，而本發(fā)明噴涂層的磨損量仍然比Ni6010公斤載荷情況下的磨損量小，因而本發(fā)明特別適用于嚴(yán)重磨粒磨損工況條件下作業(yè)的工程機(jī)械。例如采用本發(fā)明熱噴涂于工程機(jī)械挖土機(jī)斗齒表面進(jìn)行予保護(hù)。過(guò)去采用Ni60磨損明顯，而采用本發(fā)明實(shí)施例5和6噴涂螺桿泵濕噴機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行予保護(hù)，使用壽命(即噴射混凝土量)高達(dá)45立方米以上，而同樣工況條件下，高鉻鑄鐵轉(zhuǎn)子使用壽命為35立方米左右，高鉻鑄鐵在10公斤和17公斤載荷時(shí)的磨損量分別為66.77mg和97.10mg，比Ni60的71.57和103.53低。
因此凡屬?gòu)?qiáng)烈磨粒磨損工況條件的易損工件與設(shè)備另件均可采用本發(fā)明進(jìn)行修復(fù)或予以保護(hù)。例如磨煤機(jī)軋輥、工程機(jī)械斗齒、噴射沙漿混凝土轉(zhuǎn)子、球磨機(jī)襯板、大型高爐焦?fàn)t風(fēng)機(jī)葉片、礦山破碎機(jī)等，上述工件大多采用高鉻鑄鐵、高錳鋼制造。制造工藝復(fù)雜、成本較高。如果改用工程性能好、成本低的材料制造，然后表面再噴涂耐磨自熔合金材料，勢(shì)必就可能大大節(jié)約成本，但目前市售的Ni60噴涂材料在硬度和磨粒磨損性能方面難以滿足強(qiáng)烈磨粒磨損工況條件下作業(yè)的需要。因而本發(fā)明的問(wèn)世就可大大簡(jiǎn)化上述設(shè)備制造工藝，降低成本，而且可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。此外還可反復(fù)修復(fù)多次使用。
權(quán)利要求
1.一種高耐磨自熔合金熱噴涂材料，其特征在于，合金成份為(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
一種高耐磨自熔合金熱噴涂材料，特別適用于采用氧乙炔對(duì)基體金屬工件進(jìn)行熱噴涂以滿足工程機(jī)械在嚴(yán)重磨粒磨損工況條件下作業(yè)的需要，其成分為C1.0/2.5 B2.5/4.5 Si3.0/5.0Cr15/30 Mi20/55 Co≤40Mo2/10 W1.0/8 Fe余量
文檔編號(hào)C09D5/38GK1077207SQ92108370
公開日1993年10月13日 申請(qǐng)日期1992年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月8日
發(fā)明者張明洋, 俞國(guó)珍, 顧燮才 申請(qǐng)人:上海鋼鐵工藝技術(shù)研究所