一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末，按其重量百分比計(jì)，含有8-12%碳化硅，2-5%銻，4-5%氧化鋁，3-5%氧化鑭，5-8％氟化鈣，1-2%錳，余量為鈷。該鈷基合金粉末專用于連續(xù)波光纖激光器的熔覆過程，可在基材的工模具表面形成一層組織致密，無氣孔、裂紋、縮孔等缺陷，具有高硬度、高韌性、高耐腐蝕性的金屬熔覆層。并且工藝簡單、環(huán)保，無需預(yù)先熱處理和事后熱處理。
【專利說明】 一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種合金粉末，尤其是一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末。
【背景技術(shù)】
[0002]激光熔覆的原理就是利用高能激光束照射金屬材料，使得其表面形成激光熔池，同時填注新的添加材料，待激光掃過之后一并冷卻，由此在金屬表面形成一層新的熔覆層。
[0003]然而，目前國內(nèi)市場上幾乎沒有連續(xù)波光纖激光熔覆專用的金屬粉末，通常所使用的合金粉末大多為專用于二氧化碳激光器的金屬合金粉末。由于兩種激光的波長不同，二氧化碳激光器所用合金粉末直接用于連續(xù)波光纖激光熔覆后，激光吸收率較低，而且熔覆層容易出現(xiàn)裂紋、縮松、縮孔、氣孔等缺陷，例如絕大多數(shù)自熔合金粉末中硼和硅的含量較高，使激光熔覆過程中的一些夾雜如硼硅酸鹽無法順利從快速凝固的熔池內(nèi)浮出，導(dǎo)致激光熔覆層開裂敏感性大，激光熔覆層硬度高時開裂現(xiàn)象尤為明顯。因此，有必要研制出一種專門用于連續(xù)波光纖激光熔覆的金屬合金粉末。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末，該鈷基合金粉末專用于連續(xù)波光纖激光器的熔覆過程，可在基材表面形成一層組織致密，無氣孔、裂紋、縮孔等缺陷，具有高硬度、高韌性、高耐腐蝕性的金屬熔覆層。并且工藝簡單、環(huán)保，無需預(yù)先熱處理和事后熱處理。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末，按其重量百分比計(jì)，含有8-12%碳化硅，2-5%銻，4-5%氧化鋁，3-5%氧化鑭，5-8 %氟化鈣，1-2%錳，余量為鈷。
[0006]專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末的優(yōu)選配比為，包含9%碳化硅，4%鋪，5%氧化招,3%氧化鑭,5%氟化韓，1%猛,余量為鈷。
[0007]本發(fā)明所述的金屬合金粉末中的各種成分的作用:
[0008]鈷(Co)元素:作為合金粉末的骨料，在熔覆時徹底熔融，與熔融狀態(tài)的金屬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勻分布后凝固成熔覆層。
[0009]碳化硅(SiC):作為添加材料，碳化硅具有較高的硬度和耐磨性，可以提高熔覆層金屬的硬度和耐磨性；另外，碳化硅的線膨脹系數(shù)低，可以以降低粉末熱脹系數(shù)，降低開裂的敏感性。
[0010]銻(Sb):熔點(diǎn)低，可用于降低合金粉末的熔點(diǎn)，從而可以減少能量輸出。
[0011]氧化鋁(Al2O3):線膨脹系數(shù)較低，可降低粉末的熱脹系數(shù)，降低開裂敏感性，提高激光的吸收率。
[0012]氧化鑭(La2O3):能夠起到細(xì)化晶粒的作用，從而生成均勻、致密的組織，提高熔覆材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并減少裂紋的產(chǎn)生，利于釋放氣泡，減少氣孔。[0013]氟化鈣(CaF2):作為添加材料，用于減少熔覆層凝固時的內(nèi)應(yīng)力，防止凝固后出現(xiàn)熱裂紋、縮孔、縮松等缺陷，提高金屬內(nèi)部組織的致密性。
[0014]錳(Mn):在合金粉末中起自行脫氧和造渣的作用，可以與進(jìn)入熔池的氧元素優(yōu)先形成硼酸鹽，覆蓋于熔池表面，防止液態(tài)金屬過度氧化。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明所述的鈷基金屬合金粉末，在連續(xù)波光纖激光熔覆中，對波長(960納米~1.06微米)為激光具有較好的熱吸收率；在激光熔池中，中央部分雖然溫度較高，但熱導(dǎo)性能好，可以迅速向熔池四邊傳熱；液態(tài)金屬對基材的潤濕能力較強(qiáng)，最后形成的熔覆層結(jié)構(gòu)致密，無裂紋、縮孔、縮松、氣孔等缺陷，具有高硬度、高塑韌性、高耐腐蝕性等優(yōu)異的金屬學(xué)性能；工藝簡單，無需預(yù)先熱處理及事后熱處理。
具體實(shí)施例
[0016]下面通過實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明所述的具體實(shí)施方案。
[0017]實(shí)施例一:
[0018]將按重量百分比為8%碳化硅，2%銻，4%氧化鋁，3%氧化鑭，5 %氟化鈣，1%錳，余量為鈷，共稱取500g樣品，經(jīng)制樣后得到200-300目的鈷基金屬合金粉末。
[0019]實(shí)施例2
[0020]將按重量百分比為12%碳化硅，5%銻，5%氧化鋁，5%氧化鑭，8 %氟化鈣，2%錳，余量為鈷的比例稱取500g樣品，經(jīng)制樣后得到200-300目的鈷基金屬合金粉末。
[0021]實(shí)施例3 [0022]將按重量百分比為9%碳化硅，4%銻，5%氧化鋁，3%氧化鑭，5 %氟化鈣，1%錳，余量為鈷，共稱取500g樣品，經(jīng)制樣后得到200-300目的鈷基金屬合金粉末。
[0023]由實(shí)施例3配制得到的鈷基金屬合金粉末，在1600W連續(xù)波光纖激光功率，光斑尺寸10mm2，掃描速度22mm/s，送粉速率25g/min等工藝條件下，對基材為45號鋼的工件表面進(jìn)行激光熔覆處理，室溫下，檢測結(jié)果如下表所示:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末，按其重量百分比計(jì)，含有8-12%碳化娃，2~5%鋪,4~5%氧化招，3~5%氧化倆，5~8 %氣化H 1-2%猛,余量為鉆。
2.如權(quán)利要求1所述的一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的鈷基合金粉末，其特征在于:包含9%碳化娃,4%鋪,5%氧化招,3%氧化鑭,5%氟化韓，1%猛,余量為鈷。
【文檔編號】B22F1/00GK103600066SQ201310589431
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】毛桂林 申請人:毛桂林