珠光体球墨铸铁高速激光熔覆粉末的制作方法

1.本发明涉及熔覆技术领域，具体涉及珠光体球墨铸铁高速激光熔覆粉末。


背景技术：

2.球墨铸铁具有优良的综合机械性能，如较高的强度和韧性，且因其自身石墨球具有润滑作用，经常代替钢材应用于对使用性能要求较高的场合。为提升球磨铸铁的性能，部分企业采用在工件表面激光扫描形成熔覆层的方案，常见的熔覆粉末包括铁基、钴基等，其中钴基性能较好应用广泛，常见的钴基合金熔覆层的硬度一般为qt600-2牌号基体的2倍多。随着研究的深化，部分企业拟进一步提高其耐磨性，如添加稀土元素、tic硬质相等，但硬度提升有限，需改进。


技术实现要素：

3.为解决上述至少一个技术缺陷，本发明提供了如下技术方案：
4.本申请文件公开珠光体球墨铸铁高速激光熔覆粉末，包括c0.8-1.2％、ni3.6-4.8、si1.2-1.8％、cr8-10.4％、fe2.6-3％、w1.2-1.6％、mn0.4-0.5％、b4c1.5-2.6％、tic0.6-1.2％、ceo20.04-0.07％、co余量。
5.本方案中改进钴基合金的配方，增加b4c、tic、氧化铈等组分并优化其余组分配比，形成的熔覆层在耐磨性能上得到上大幅度提升。
6.进一步，将熔覆粉末各组分混合并以研磨至平均粒径≤4μm，预置在铸铁工件上预热200℃后以激光扫描。熔覆层的性能进一步提升。
7.进一步，熔覆前对铸铁基体进行打磨、清洗及吹干处理，提高熔覆层与基体的结合稳定性。
8.进一步，所述熔覆粉末的激光熔覆参数：输出功率1.3-1.5kw，光斑2.5-3.5mm，扫描速度为1000-1100mm/min，激光束大面积扫描搭接率30％。针对性优化激光熔覆参数，再度提升熔覆层的性能。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果：
10.1、本发明改进钴基合金配方，以微量化稀土元素配合少量b4c、tic使熔覆层的耐磨性能大幅提升。
具体实施方式
11.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
12.以下实施例及对比例中基体采用球磨铸铁qt600-2，尺寸为直径120mm，厚度15mm，熔覆层厚度为3mm，tic颗粒的粒径在60-80μm，b4c的粒径在45-60μm。
13.以下实施例的熔覆粉末组分重量百分比依据表1，如下所示
14.表1
[0015][0016]
以上实施例及对比例在熔覆操作前均对基体进行前置处理，其中角磨机将球墨铸铁工件表面氧化皮去掉，使用丙酮清洗并以风机吹干。上述表中组分比例于球磨机中混合均匀并研磨至平均粒径＜4μm。
[0017]
熔覆时，采用预置的方式将粉末覆在工件表面并预热至200℃，之后进行激光熔覆。
[0018]
其中实施例及对比例的熔覆参数：输出功率1.3kw，光斑3mm，扫描速度为1000mm/min，激光束大面积扫描搭接率30％。熔覆厚度为3mm。
[0019]
对上述制备的工件进行性能的检测，如下表所示：
[0020]
表2
[0021][0022][0023]
可以看出，本方案中在实施例的熔覆层硬度相比qt600-2基体的硬度得到大幅提升。
[0024]
通过扫描电镜、射线衍射等对熔覆层的组织进行分析发现：实施例中熔覆层下层组织为发达枝晶，中层及表层为胞晶及细化的枝晶，部分c、ti及w等元素与tic在熔覆层中
结合形成硬质相，可促使晶粒细化，提高硬度。b4c在熔覆层中弥散分布也可提升硬度。稀土元素等弥散分布在枝晶干并与氧、硅等元素形成稳定的低熔点化合物并起到细化晶粒等作用。γ-co相、tic、cr-fe-ni相、coc相、cr7c3等组成。各因素相配合下促使硬度大幅提升。
[0025]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.珠光体球墨铸铁高速激光熔覆粉末，其特征在于，包括c0.8-1.2％、ni3.6-4.8、si1.2-1.8％、cr8-10.4％、fe2.6-3％、w1.2-1.6％、mn0.4-0.5％、b4c1.5-2.6％、tic0.6-1.2％、ceo20.04-0.07％、co余量。2.如权利要求1所述的珠光体球墨铸铁高速激光熔覆粉末，其特征在于：将熔覆粉末各组分混合并以研磨至平均粒径≤4μm，预置在铸铁工件上预热200℃后以激光扫描。3.如权利要求1所述的珠光体球墨铸铁高速激光熔覆粉末，其特征在于：熔覆前对铸铁基体进行打磨、清洗及吹干处理。4.如权利要求1所述的珠光体球墨铸铁高速激光熔覆粉末，其特征在于：所述熔覆粉末的激光熔覆参数：输出功率1.3-1.5kw，光斑2.5-3.5mm，扫描速度为1000-1100mm/min，激光束大面积扫描搭接率30％。

技术总结
本发明公开了珠光体球墨铸铁高速激光熔覆粉末，包括C0.8-1.2％、Ni3.6-4.8、Si1.2-1.8％、Cr8-10.4％、Fe2.6-3％、W1.2-1.6％、Mn0.4-0.5％、B4C1.5-2.6％、TiC0.6-1.2％、CeO20.04-0.07％、Co余量，本方案中改进钴基合金的配方，增加B4C、TiC、氧化铈等组分并优化其余组分配比，形成的熔覆层在耐磨性能上得到上大幅度提升。大幅度提升。


技术研发人员：邹斌华 邹才华
受保护的技术使用者：宁波镭速激光科技有限公司
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2022/8/12