[发明专利]一种提高搅拌头耐磨损性能的复合粉末

说明书

本发明涉及搅拌摩擦焊接技术领域，公开了一种提高搅拌头耐磨损性能的复合粉末。合金粉由以下重量百分比的原料组成：0.1～1.0wt％Sr、0.1～3wt％In、3～8wt％Al、3～8wt％Ti、1～5wt％Co、1～5wt％Mo、0.05～1.5wt％Er、0.1～3wt％纳米氧化铝、0.1～0.6wt％C、余量为Ni。本发明的合金粉对搅拌摩擦焊接机搅拌头的搅拌针进行表面处理后，能够显著提高搅拌针在室温和高温下的耐磨损性能，从而延长搅拌头的使用寿命，提高企业生产效率，降低企业生产成本。

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊接技术领域，尤其涉及一种提高搅拌头耐磨损性能的复合粉末。

背景技术

搅拌头是搅拌摩擦焊技术的关键，被誉为搅拌摩擦焊的心脏。搅拌头的好坏不仅决定了搅拌摩擦焊接头的性能，而且决定着搅拌摩擦焊的生产成本。搅拌头由轴肩、夹持部分和搅拌针组成。在搅拌摩擦焊过程中，搅拌针要旋转着插入被焊材料的结合界面处，并在一定速度下沿着焊缝前进。因此，在搅拌摩擦焊时搅拌针的工作环境较为恶劣，对耐磨损性能，尤其是高温耐磨损性能要求高。

表面处理是提高搅拌头的搅拌针耐磨损性能的有效途径。

申请号为CN201510485188.8的中国发明专利公开了一种提高铜合金表面性能的方法和装置，其实质就是先对铜合金表面进行真空加热，然后通过搅拌摩擦加工表面技术对加热后的铜合金表面进行搅拌挤压表面，形成一层硬化层以提高铜合金表面性能，同时通过特制的搅拌头实现搅拌加铣削复合加工方法，既保证了表面的加工质量又大大提高了加工效率。最后将表面加工后的工件放到研磨机构上进行磨削加工，获得较光整的铜合金表面。所述搅拌头上设有刀片，刀片表面设有耐磨损材料层，主要成分为：铁20-30％，钛10-15％，钴5-10％，钨40-60％，钒5-10％，镍10-25％和微量稀土元素1％。

但是上述耐磨损材料层是设有刀片上的，并不是用于搅拌摩擦焊接机搅拌头的搅拌针表面处理用的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高搅拌头耐磨损性能的复合粉末。本发明的合金粉对搅拌摩擦焊接机搅拌头的搅拌针进行表面处理后，能够显著提高搅拌针在室温和高温下的耐磨损性能，从而延长搅拌头的使用寿命，提高企业生产效率，降低企业生产成本。

本发明的具体技术方案为：一种提高搅拌头耐磨损性能的复合粉末，由以下重量百分比的原料组成：0.1～1.0wt％Sr、0.1～3wt％In、3～8wt％Al、3～8wt％Ti、1～5wt％Co、1～5wt％Mo、0.05～1.5wt％Er、0.1～3wt％纳米氧化铝、0.1～0.6wt％C、余量为Ni。

本发明对合金粉中各元素的含量进行了严格调控，使用前将复合粉末混合均匀，可采用超声振动、机械球磨等方式，使纳米氧化铝均匀分散在合金粉中，以提高激光熔敷表面涂层的改性效果。用该合金粉通过激光熔敷的方式对搅拌头的搅拌针进行表面处理后，能够显著提高搅拌针在室温和高温下的耐磨损性能，从而延长搅拌头的使用寿命。其中，在合金粉中：

锶(Sr)的主要作用是提高表面处理涂层的高温抗氧化性能，增强搅拌头的高温耐磨损性能。

铟(In)的主要作用是改善表面处理涂层的韧性。

铝(Al)和钛(Ti)的主要作用是形成金属间化合物，实现沉淀强化。

钴(Co)的主要作用是实现晶界强化。

钼(Mo)的主要作用是使表面处理涂层在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。

铒(Er)的主要作用是改善表面处理涂层的韧性和耐磨损性能。

纳米氧化铝的主要作用是提高表面处理涂层的耐磨损性能。

碳(C)的主要作用是获得高硬度的碳化物,形成弥散强化相,进一步提高表面处理涂层的耐磨损性能。