[发明专利]一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法。

背景技术

随着对工程机械设备性能要求的不断提高，近年来，先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊、明弧焊的应用领域依然未受任何影响，主要由于表面处理技术的突出特点使其应用极具潜力。这些特点主要表现在:1、表面工程和多种复合材料的结合在材料设计中具有明显的优势；2、可方便地调整材料的化学成分；3、能够动态形成具有特殊结构性能的复合材料；4、多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。

然而，传统的表面处理技术使用的丝材结合强度差、气孔率高、使用率低，这些缺陷限制了埋弧焊和明弧焊的发展普及。因此，人们迫切需要采用新工艺、新方法、新配方制得具有高硬度、高结合强度、耐腐蚀性，微观组织结构均匀，材料使用率高，综合力学性能优良的新型焊层材料。

发明内容

为了弥补传统焊层材料的不足，本发明提供一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占18-32份、Cr占43-66份、W占12份、B占13份、Cu占0.08份、Al₂O₃占1份，所述Al₂O₃增加了材料的结合强度，减少气孔率。

Co的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。Co作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。

Cr涂在工件表面，可以提高工件的耐腐性。

B是微量合金元素，硼与铝合金结合，是有效的中子屏蔽材料。

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Co-Cr-W-B的纳米球；

(2)向步骤(1)制得的纳米球中加入Al₂O₃，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。

本发明的有益效果是：本发明既有合金钢材的高强度，又有钛金属的优异耐蚀性、高静摩擦系数等特点。本发明制得的焊层的硬度可达到HRC44，具有较高的结合强度和较小的气孔率，结合强度、抓附力较高，焊层厚度可达7毫米，致密度良好为0.57，适用于埋弧焊，还可作为热喷涂层材料的底层材料，具有优异的结合强度，在相同的条件下，本发明的结合度是普通丝材结合强度的2倍左右，可见本发明具有优异的焊接性能。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

实施例一：

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占18份、Cr占43份、W占12份、B占13份、Cu占0.08份、Al₂O₃占1份。

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Co-Cr-W-B的纳米球；

(2)向步骤(1)制得的纳米球中加入Al₂O₃，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。

实施例二：

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占24份、Cr占48份、W占12份、B占13份、Cu占0.08份、Al₂O₃占1份。

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，与实施例一相同。

实施例三：

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占28份、Cr占55份、W占12份、B占13份、Cu占0.08份、Al₂O₃占1份。

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，与实施例一相同。

实施例四：

一种高强度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占32份、Cr占66份、W占12份、B占13份、Cu占0.08份、Al₂O₃占1份。