[发明专利]一种球墨铸铁件激光熔覆再制造用铁基合金粉末

说明书

本发明涉及一种用于球墨铸铁件激光熔覆再制造专用铁基合金粉末，所述合金粉末以重量百分比计由如下组分构成：0.8～1.2％C、2.0～2.5％Si、0.7～0.9％B、0.3～0.5％Mn、0.8～1.2％Mo、10～12％Cr、30～35％Cu，余量为Fe。本发明通过合理设计粉末成分，使得粉末材料具有和球墨铸铁相近的热膨胀系数，获得的熔覆层具在硬度、抗拉强度以及耐磨性等性能上与基体形成良好匹配，界面区域没有明显白口组织，熔覆层与基体之间色差较小，成本较低。应用上述合金粉末对球墨铸铁进行快速激光熔覆再制造，再制造效果优良。

技术领域

本发明涉及一种铁基合金粉末；更特别地，本发明涉及一种专门用于球墨铸铁件激光熔覆再制造的铁基合金粉末。

背景技术

球墨铸铁是铸铁种类中应用最为广泛也是综合性能最为优异的种类之一，常常在很多重要场合取代钢铁材料。但由于球墨铸铁中碳含量较高，且球墨铸铁对再制造之后的性能要求较高，同时再制造之后应尽量降低修复层与基体之间的色差。因此球墨铸铁的再制造问题一直是工程领域的技术难题。

传统的球墨铸铁再制造方法主要包括电弧焊接、CO₂气体保护焊接以及氧乙炔焊接等。但传统的焊接修复方法热输入量大，通常需要预热，能耗高，工作环境恶劣。

激光再制造技术由于能量密度集中，稀释率低，绿色环保且操作简便容易实现自动化，用于球墨铸铁的再制造修复过程具有很大的优势。

目前用于球墨铸铁件激光熔覆再制造的合金粉末主要为镍基合金粉末，以镍铜合金粉末为主。但是，镍铜合金粉末在进行深度体积再制造时容易产生裂纹，且再制造之后与基体之间存在较为明显的色差，成本也相对较高。而市场上应用于球墨铸铁的铁基合金粉末则相对缺乏。由于铁基合金粉末更适用于高温、重载以及易磨损环境，且成本较低，来源广泛，相对于球墨铸铁基体的色差更小，因此有必要开发及推广铁基合金粉末用于球墨铸铁件的激光熔覆再制造。

发明内容

为克服现有技术中存在的如上所述的问题，本发明提出一种新的用于球墨铸铁件激光熔覆再制造的铁基合金粉末，使得再制造成形之后的修复层具有不低于基体的硬度、抗拉强度和耐磨性能。同镍铜合金粉末相比，与基体之间的色差明显减少，且成本相对降低。

在第一方面中，本发明涉及一种铁基合金粉末，由如下质量百分比的组分组成：C：0.8～1.2％、Si：2.0～2.5％、B：0.7～0.9％、Mn：0.3～0.5％、Mo：0.8～1.2％、Cr：10～12％、Ni：30～35％，余量为Fe。

本发明铁基合金粉末中，如果Cr含量低于10％，成形层抗拉强度将开始下降，低于基体；如果Cr含量高于12％，成形层硬度将明显提高，导致脆性增加，容易开裂。如果Ni含量低于30％，那么界面白口化明显严重。

通过在铁基合金粉末中加入一定量的镍元素，抑制界面区域碳元素向熔覆层中的扩散，从而抑制界面白口产生的倾向。在合金粉末中加入一定量的铬元素，提高熔覆层的硬度、强度和耐磨性能。同时，保证合金粉末中的Si和B元素的含量，使得粉末熔覆过程中具有良好的流动性。

在优选的实施方式中，所述铁基合金粉末由如下质量百分比的组分组成：C：1％、Si：2.3％、B：0.8％、Mn：0.4％、Mo：0.9％、Cr：10％、Ni：35％，余量为Fe。

在优选的实施方式中，所述铁基合金粉末由如下质量百分比的组分组成：C：0.8％、Si：2.4％、B：0.7％、Mn：0.3％、Mo：0.8％、Cr：11％、Ni：34％，余量为Fe。

在优选的实施方式中，所述铁基合金粉末的粉末粒度为30-150μm。

在优选的实施方式中，所述铁基合金粉末为球形。

在优选的实施方式中，所述铁合金粉末用于球墨铸铁件激光熔覆再制造。