[发明专利]一种稀土镍基合金粉末材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土镍基材料。

背景技术

当今工业领域中，存在着大量磨损和腐蚀等恶劣环境条件，为适应极端工作环境下机械工作的要求，往往需要对零部件的表面进行热喷涂处理，镍基合金粉末由于具有较好的耐磨耐蚀性而被广泛的用于零件表面的热喷涂材料，然而对于某些极其苛刻的磨损腐蚀环境，镍基合金粉末依然难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是提高材料的耐磨耐蚀性，延长零件的使用寿命。

本发明是一种稀土镍基合金粉末材料，按重量百分比计，其组分为：C：1.0～1.4％；B：3.0～3.6％；Si：3.8～4.0％；Cr：16.5～18.5％；Fe：3.0～4.0％；Cu：1.0～2.0％；Mo：1.0～2.0％；Nb：0.2～0.3％；Y：0.2～0.3％；余量为Ni。

按上述合金成分进行配料，将配好的原材料预热后装入中频感应炉中熔化，通过双级耦合低真空雾化系统把合金雾化成-100～+350目粉末。

本发明的有益效果为：

(1)熔点低，自熔性好。本发明粉末保持了Ni60A的低熔点，自溶性好的特性。

(2)工艺性好。本发明粉末适用于热喷涂的所有方法，尤其适合氧乙炔火焰喷涂，适用范围广。

(3)高耐磨性耐蚀性。本发明粉末与Ni60A相比，耐磨性和耐蚀性有较大提高。

(4)价格低廉，性价比高。本发明粉末的价格在保持与Ni60A一致的基础上，耐磨耐蚀性大幅提高。

本发明在镍基合金粉末Ni60A基础上，通过加入适量的Cu、Mo、Nb、Y四种合金元素，研究出了具有高耐磨及高耐海水、硫化物腐蚀的稀土镍基合金粉末材料，满足了市场的发展要求。

具体实施方式

本发明提供了一种高耐磨耐蚀性的镍基合金粉末材料，按重量百分比计，其组分为：C：1.0～1.4％；B：3.0～3.6％；Si：3.8～4.0％；Cr：16.5～18.5％；Fe：3.0～4.0％；Cu：1.0～2.0％；Mo：1.0～2.0％；Nb：0.2～0.3％；Y：0.2～0.3％；余量为Ni。

按上述合金成分进行配料，将配好的原材料预热后装入中频感应炉中熔化，通过双级耦合低真空雾化系统把合金雾化成-100～+350目粉末。

本发明粉末中：B、Si与基体材料Ni、Cr反应生成低熔点的化合物，降低了合金的熔化温度，同时B、Si之间易发生反应生成成硼硅酸盐，具有脱氧造渣功能；B、C易与Ni、Cr反应生成硼化物和碳化物，均匀分布于基体中，对基体有第二相强化的作用，提高了材料的耐磨性。本粉末中C的含量在1.0-1.4之间，属于高含碳量，这样赋予了合金高的耐磨性。Cr能固溶于Ni基体中，在氧化性介质中易生成一层钝化膜，因此提高了合金的在氧化性介质中的耐腐蚀的能力，以及抗高温氧化、抗硫化的能力。Cu会提高材料在还原性介质的耐蚀性，如硫化物介质，但会降低在氧化性介质中的抗蚀能力。Mo提高在还原性酸中的耐蚀性(尤其是对盐酸的抗腐蚀能力)及耐点蚀和缝隙腐蚀的能力。Nb的加入增加了合金的抗硫化的能力。

本发明最重要的是加入了微量的稀土Y，稀土Y可使喷涂层组织细化，改善硬质相的形态及分布，减少组织偏析。稀土Y由于原子半径较大，具有较强的固溶强化作用，又由于它的表面活性较大，容易偏聚于晶界，起到了晶界强化作用。稀土Y易与O、S等有害杂质反应生产氧化物、硫化物，从而净化了组织，这样稀土Y赋予了合金较好的组织，另外本发明粉末中加入了合适配比的Cu、Mo、Y合金元素，增加了合金固液相线的距离，使得喷焊层组织更加均匀细小。