本發(fā)明為一種鈦鎳合金添加高熔點金屬粉末布料方法。

背景技術：

鎳鈦合金是由鎳和鈦組成二元合金，由于受到溫度和機械壓力的改變而存在兩種不同的晶體結構相，即奧氏體相和馬氏體相。鎳鈦合金冷卻時的相變順序為母相（奧氏體相）-R相-馬氏體相。R相是菱方形，奧氏體是溫度較高（大于同樣地：即奧氏體開始的溫度）的時候，或者去處載荷（外力去除Deactivation）時的狀態(tài)，立方體，堅硬。形狀比較穩(wěn)定。而馬氏體相是溫度相對較低（小于Mf：即馬氏體結束的溫度）或者加載（受到外力活化）時的狀態(tài)，六邊形，具有延展性，反復性，不太穩(wěn)定，較易變形。

鎳鈦合金的特殊性能：1、形狀記憶特性（shape memory）形狀記憶是當一定形狀的母相由Af溫度以上冷卻到Mf溫度以下形成馬氏體后，將馬氏體在Mf以下溫度形變，經加熱至Af溫度以下，伴隨逆相變，材料會自動恢復其在母相時的形狀。實際上形狀記憶效應是鎳鈦合金的一個由熱誘發(fā)的相變過程。2、超彈性（superelastic）所謂的超彈性是指試樣在外力作用下產生遠大于起彈性極限應變量的應變，在卸載時應變可自動恢復的現象。即在母相狀態(tài)下，由于外加應力的作用，導致應力誘發(fā)馬氏體相變發(fā)生，從而合金表現出不同于普通材料的力學行為，它的彈性極限遠遠大于普通材料，并且不再遵守虎克定律。和形狀記憶特性相比，超彈性沒有熱參與。總而言之，超彈性是指在一定形變范圍內應力不隨應變的增大而增大，可將超彈性分為線性超彈性和非線性超彈性兩類。前者的應力-應變曲線中應力與應變接近線性關系。非線性超彈性是指在Af以上一定溫度區(qū)間內加載和卸載過程中分別發(fā)生應力誘發(fā)馬氏體相變及其逆相變的結果，因此非線性超彈性也稱相變偽彈性。鎳鈦合金的相變偽彈性可達8%左右。鎳鈦合金的超彈性可隨著熱處理的條件的變化而改變，當弓絲被加熱到400℃以上時，超彈性開始下降。

本發(fā)明加熱時間30min時，非調質鋼C38N2的奧氏體晶粒粗化溫度為1050℃，在900～1050℃和1050～1250℃兩個溫度區(qū)間內，奧氏體晶粒長大方程分別為D=1.01×103·t0.21·exp(-5.33×104/(RT))和D=8.77×106·t0.21·exp(-1.59×105/(RT))。鈮在非調質鋼C38N2中迅速大量固溶的開始溫度為1050℃。對比彈簧鋼60Si2MnA，可見隨著碳含量從0.38%增加到0.60%，鈮迅速大量固溶的開始溫度提高了50℃；加熱溫度為800～1200℃時，非調質鋼C38N2具有高的熱塑性；熱塑性最好的溫度為1100℃，此時斷面收縮率和抗拉強度分別為97.8%和63MPa，適用于鈦鎳合金添加高熔點金屬粉末布料。

技術實現要素：

發(fā)明鈦鎳合金添加高熔點金屬粉末布料方法是用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了等離子噴涂WC顆粒增強Ni涂層的顯微結構，用X射線衍射法(XRD)測試了不同WC含量下涂層及粘結層表面殘余應力，利用摩擦磨損試驗機和共聚焦激光掃描顯微鏡研究了涂層的磨損機制。結果表明:涂層表面殘余應力為壓應力，且隨著WC含量的增加先增大后減小，隨著涂層厚度的增加而增大，厚度為1000μm時出現分層失效，熱應力對粘結層殘余應力的貢獻最大。一定幅值的壓應力有利于涂層耐磨性的提高，同載荷下磨損量僅為基體的0.135倍，涂層磨損機制主要為磨粒磨損。磨粒磨損是工業(yè)中最為常見的磨損形式，將硬質顆粒鑲嵌在韌性較好的基相中可以有效提高涂層耐磨性能。WC是常用的金屬基耐磨復合涂層的增強相，由于與Ni相互濕潤，結合強度好，Ni基WC涂層硬度較高，可適用于耐磨性較為苛刻的場合。近年來采用熱噴涂和激光熔覆等工藝制備Ni基WC涂層來提高金屬基體耐磨性已經成為研究的熱點。熱噴涂工藝快速冷凝特點和涂層/基體間材料熱力學性能差異決定了涂層中必然存在殘余應力，進而影響涂層的組織、硬度、耐磨性和疲勞壽命等，甚至導致涂層產生裂紋和分層剝落等?，F有研究表明，采用Ni基WC涂層可以有效改善基體耐磨性，但對于涂層殘余應力的研究還較少。文中主要研究了等離子噴涂WC顆粒增強Ni基涂層及NiCrAl粘結層的表面殘余應力并考察了涂層耐磨性能，以期為提高涂層質量，延長涂層服役時間提供依據。

發(fā)明鈦鎳合金添加高熔點金屬粉末布料方法是采用G302合金粉末在調質處理的27SiMn鋼基體表面進行火焰噴焊，利用金相顯微鏡觀察了噴焊層的截面組織;利用SEM能譜分析儀分析了噴焊層表面的成分分布;利用顯微硬度計和磨粒磨損試驗機分別分析測試了噴焊層的截面硬度和耐磨損性能，并與鍍鉻層進行對比。結果表明:噴焊涂層與基體結合良好，噴焊層合金成分均勻，組織為細小的枝狀晶和等軸晶。性能與鍍鉻層相比，噴焊層的耐磨粒磨損性能約為鍍鉻涂層的1.1倍。隨著煤礦機械化程度的不斷提高，綜合機械化程度不斷增加。液壓支架是目前綜采工作面中唯一的支護設備，已經成為煤炭企業(yè)實現采煤機械化不可或缺的關鍵設備。由于液壓支架承受支架偏載受力、煤層構造復雜、周期來壓、放炮過斷層等惡劣工作環(huán)境，給液壓支架帶來破壞性影響。據不完全統(tǒng)計，一個綜采面每年因液壓支架失效帶來的損失高達幾千萬元。因此，有必要對液壓支架進行再制造研究，再制造的特征是再制造產品的質量和性能要達到或超過新品，成本僅是新品的50%左右、節(jié)能60%、節(jié)材70%以上，對保護環(huán)境貢獻顯著。

發(fā)明鈦鎳合金添加高熔點金屬粉末布料方法是研究了曲軸用非調質鋼C38N2在不同加熱溫度和加熱時間下的奧氏體晶粒長大行為及高溫下的熱塑性，并建立了奧氏體晶粒長大的數學模型。結果表明，加熱時間30min時，奧氏體晶粒粗化溫度和鈮迅速大量固溶的開始溫度為1050℃；在900～1050℃和1050～1250℃兩個溫度區(qū)間內，奧氏體晶粒長大方程分別為D=1.01×103·t0.21·exp(-5.33×104/(T))和D=8.77×106·t0.21·exp(-1.59×105/(RT))；高熱塑性溫度范圍為800～1200℃，1100℃時熱塑性最好。非調質鋼具有節(jié)能降耗、環(huán)境友好、成本低廉等特點和優(yōu)勢，廣泛應用于汽車、建筑機械、農業(yè)機械等行業(yè)。C38N2是一種新型的微合金非調質鋼，代替調質鋼制造雷諾發(fā)動機曲軸。為了滿足曲軸高強韌性的需求，最直接有效的方法就是細化晶粒。微合金鋼的奧氏體晶粒尺寸對最終產品的組織和性能有重要的影響。大量研究表明，鋼中微合金元素Nb、Ti等的碳氮化物能夠有效地抑制奧氏體晶粒長大。而鋼材的熱塑性對于減少鑄坯表面裂紋、提高表面質量有重要的作用。為防止連鑄坯出現裂紋等問題，應研究非調質鋼C38N2在高溫下各種力學行為的變化規(guī)律，找出脆性傾向較大的溫度區(qū)間和產生脆性的原因及防止措施，避免鑄坯在此溫度區(qū)間承受較大的應力或變形而產生裂紋，從而確定合理的連鑄及軋制工藝制度。

具體實施方式

研究了7Cr17MoV高碳不銹鋼刀剪材料經熱軋和冷軋后的顯微組織、碳化物轉變和性能變化。結果表明，軋后的退火組織為球狀珠光體+碳化物。熱軋后碳化物有明顯偏聚，顆粒尺寸通常在2μm以上，冷軋后偏聚現象消失，碳化物變得相對細小和均勻，部分達到納米級。碳化物的類型主要為(Fe，Cr)23C6，冷軋后鉬和釩的碳化物逐步減少或消失。厚度為0.7mm的冷軋薄帶抗拉強度為690MPa左右。拉伸斷口可見明顯韌窩和第二相粒子且多為碳化物和氧化物夾雜。馬氏體不銹鋼具有硬度高、耐磨性好的優(yōu)點，廣泛應用于精密彈性儲能元件、精密調整墊片等多種場合，特別是廣泛應用于高品質刀剪材料。7Cr17MoV特種不銹鋼是近年來國內企業(yè)開發(fā)應用的一種新型高碳不銹鋼高品質刀剪材料，其典型的生產工藝過程是:感應爐熔煉-LF精煉-水平連鑄-電渣重熔-開坯-熱軋-酸洗-冷軋。雖然7Cr17MoV鋼刀剪材料較傳統(tǒng)的刀剪材料具有更加優(yōu)異的性能而廣泛應用，但目前針對7Cr17MoV鋼刀剪材料的研究報道還較少。7Cr17MoV鋼中碳含量較高，碳化物是影響其性能的重要因素。

實施例2：試驗材料為電渣重熔后的7Cr17MoV不銹鋼錠，采用常用的熱軋和冷軋生產工藝獲得成品，分別取熱軋完成后(板材厚度為3mm)和冷軋最終成形后(板材厚度為0.7mm)的樣品進行微觀組織和性能分析研究。熱扎工藝:開軋溫度設定1030℃，軋制道次為7～9道次，軋制速度為500m/min，終軋厚度為3mm。冷軋工藝:分別經2組軋機軋制成形。冷軋1號機由2座2輥冷軋機組成，第一次軋制時來料厚度3.0mm，出口厚度2.0mm；板卷退火溫度為860～880℃；第二次軋制時來料厚度2.0mm，出口厚度1.5mm。冷軋2號軋機為4輥不可逆冷軋機。來料厚度為1.5mm，每次以0.2mm的壓下量軋制，3～4道次后退火一次，退火溫度860～880℃。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察分析薄帶試樣的顯微組織和碳化物形貌；采用圖像分析法統(tǒng)計隨機選取5張照片定量分析碳化物的含量、大小；利用能譜分析儀分析微區(qū)碳化物成分。利用萬能材料試驗機分析拉伸力學性能，并利用SEM進行斷口分析。