一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的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)波光纖激光熔覆的合金粉末，按其重量百分比計，含有13-16%碳化硅，2-5%銻，4-5%硼，3-5%氟化鈣，余量為鈷。該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，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)波光纖激光熔覆的合金粉末，該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)波光纖激光熔覆的合金粉末，按其重量百分比計，含有13-16%碳化硅，2-6%銻，4-8%硼，2-5%氟化鈣，余量為鈷。
[0006]專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的合金粉末的優(yōu)選配比為，包含15%碳化鈣，4%鋪，5%硼，3%氟化鈣，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。
[0010]銻(Sb):熔點低，可用于降低合金粉末的熔點，從而可以減少能量輸出。
[0011]硼(B):在合金粉末中起自行脫氧和造渣的作用，可以與進入熔池的氧元素優(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，還能降低合金的熔點，改善熔體對基體金屬的潤濕能力，對合金的流動性及表面張力產(chǎn)生有利的影響。
[0012]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。[0013]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，激光熔池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，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。
具體實施例
[0014]下面通過實施例詳細描述本發(fā)明所述的具體實施方案。
[0015]實施例一:
[0016]將按重量百分比為65g碳化硅，IOg銻，20g硼，IOg氟化鈣，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。
[0017]實施例2
[0018]將按重量百分比為80g碳化硅，30g銻，40g硼，25g氟化鈣，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。
[0019]實施例3
[0020]將按重量百分比為75g碳化韓，20g鋪，25g硼，15g氟化鈣，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。
[0021]由實施例3配制得到的鈷基金屬合金粉末，在2000W連續(xù)波光纖激光功率，光斑尺寸10mm2，掃描速度15mm/s，送粉速率20g/min等工藝條件下，對基材為45號鋼的工件表面進行激光熔覆處理，室溫下，檢測結(jié)果如下表所示:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的合金粉末，按其重量百分比計，含有13-16%碳化硅，2-6%銻，4-8%硼，2-5%氟化鈣，余量為鈷。
2.如權(quán)力要求I所述的專用于連續(xù)波光纖激光熔覆的合金粉末，其特征在于:包含15%碳化鈣，4%銻，5%硼，3%氟化 鈣，余量為鈷。
【文檔編號】C23C24/10GK103614721SQ201310590977
【公開日】2014年3月5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】劉曉東 申請人:劉曉東