用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成WC增强铁合金基熔覆层及制备方法与流程

技术特征：
1.一种用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层，其特征在于：所述方法采用的熔覆用粉末材料包括按质量分计的以下组分：w: 40-56 wt.%；c: 5-7 wt.%；ni: 5-15 wt.%； al: 0.5-1.5 wt.%； co: 4-6 wt.%；si: 0.5-1wt.%； ti: 1-3wt.%；fe:余量；其他杂质元素总量要求≤0.15wt.%。2.根据权利要求1所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层，其特征在于：w粉末粒度为600-800目。3.根据权利要求1所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层，其特征在于：w与c的质量分数比控制在（7-9）:1。4.根据权利要求1所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层，其特征在于：ni和al的质量分数比控制在（8-12）:1；ti与al的质量比控制在（1.5-2.5）:1。5.权利要求1-4任意一项所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层的制备方法，其特征在于：所述合金粉末的制备包括以下步骤：（1）合金粉末的熔炼：待ti和fe完全熔化后加入co、ni和al，最后加入si；（2）雾化制粉：利用氮气保护雾化制粉技术制备合金粉末材料，所需雾化介质为氮气，将上述步骤（1）中熔融的合金溶液倒入雾化快速冷凝装置的坩埚中，利用该装置进行雾化制粉，得到fe-co-ni-al-ti-si合金粉末材料；（3）筛分得成品合金粉末材料：将步骤（2）制备的fe-co-ni-al-ti-si合金粉末材料进行筛分，其粒度在200-400目范围内，得到合金粉末。6.根据权利要求5所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）合金粉末的熔炼过程中，先将金属粉末ti置于真空中频感应炉中加热，待ti完全熔化后加入fe，待ti和fe完全熔化后加入co、ni和al，最后加入si。7.根据权利要求5所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）合金粉末的熔炼过程中，将熔融的合金粉末在1100℃-1300℃温度下保温30-60min；所述步骤（2）雾化制粉中：熔融的合金溶液流动速率为0.6kg/min-1kg/min。8.权利要要求5-6任意一项所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层的制备方法，其特征在于，所述原位合成wc增强铁钴镍合金基耐磨耐蚀熔覆层的制备方法包括以下步骤：s1：将合金粉末与w粉和c粉置于行星式球磨机中球磨混匀，球磨完成后进行筛分，得到熔覆用粉末材料；s2：光纤激光器作为熔覆用热源，使用气动同步送粉器进行送熔覆用粉末材料，送粉器使用氮气进行送熔覆用粉末材料，使用氩气对熔池进行保护；s3：采用多道搭接熔覆的方法制备熔覆层。9.根据权利要要8所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增
强铁合金基熔覆层的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，球磨机转速为150r/min-200r/min，球磨时间为10-12h；筛分粒度为600-700目。10.根据权利要要8所述的用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成wc增强铁合金基熔覆层的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，选用功率2.5-4.5kw的高功率光纤激光器作为熔覆用热源，激光束焦点光斑为1.5-3.5mm，使用气动同步送粉器进行送熔覆用粉末材料，送粉量为1.5-5kg/h，送粉器使用氮气进行送熔覆用粉末材料，送气量为12-24l/min，使用氩气对熔池进行保护，送气量为10-20l/min；所述步骤s3：激光束与工件的相对速度为4-22cm/s，采用多道搭接熔覆的方法制备熔覆层，单次熔覆时，相邻两道熔覆层的搭接率为40-60%，单层熔覆所形成熔覆层厚度为200-1000μm。

技术总结
本发明公开了一种用于提高海水全浸区钢结构件耐磨耐蚀寿命的原位合成WC增强铁合金基熔覆层及制备方法。合金材料的原料包括按质量分计的以下组分：W:40-56 wt.%；C:5-7wt.%；Ni:5-15 wt.%；Al:0.5-1.5 wt.%；Co:4-6 wt.%；Si:0.5-1wt.%；Ti:1-3wt.%；Fe:余量；其他杂质元素总量要求≤0.15wt.%。待Ti和Fe完全熔化后加入Co、Ni和Al，最后加入Si；将熔融的合金粉末保温，在熔炼合金粉末时，不加入W和C，将熔融的合金粉末保温得到熔融的合金溶液；雾化制粉得到Fe-Co-Ni-Al-Ti-Si合金粉末材料，将合金粉末材料与W粉和C粉置于行星式球磨机中球磨混匀，球磨完成后进行筛分，得到熔覆用粉末材料，采用多道搭接熔覆的方法制备熔覆层。本发明能有效改善海洋全浸区钢结构件因腐蚀、磨损导致的均匀腐蚀和局部腐蚀问题。的均匀腐蚀和局部腐蚀问题。的均匀腐蚀和局部腐蚀问题。


技术研发人员：高远 邹祖冰
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2022/7/5