[发明专利]激光熔覆原位自生陶瓷相增强Fe基合金熔覆层材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种激光熔覆原位自生陶瓷相增强Fe基合金熔覆层材料及其制备方法，所述熔覆层材料由包含以下组分和重量百分比含量的原料组成：Co 8‑10wt％，Cr 8‑10wt％，Ni 8‑10wt％，Mn 8‑10wt％，Ti 8‑10wt％，Si 8‑10wt％，C 16‑20wt％，B₄C 1‑3％，BN 1‑3wt％，Y₂O₃ 3‑5wt％，ZrO₂ 3‑5wt％，余量为Fe；制备方法包含：(1)基体材料的预处理；(2)熔覆层原料的准备与混合；(3)激光熔覆和重熔；(4)熔覆层的后处理。利用激光熔覆技术制备的熔覆层与基体材料呈良好的冶金结合，耐磨和耐蚀性能好，并可多次修复再使用，Y₂O₃和ZrO₂陶瓷硬质相具有熔点高、导热系数小、热膨胀系数高、热稳定性好等优点，拓宽激光熔覆部件在航空航天、海洋化工等领域极端环境的应用范围。

主权项

1.一种激光熔覆原位自生陶瓷相增强Fe基合金熔覆层材料的制备方法，其特征在于，所述熔覆层材料由包含以下组分和重量百分比含量的原料组成：Co 8‑10wt％，Cr 8‑10wt％，Ni 8‑10wt％，Mn 8‑10wt％，Ti 8‑10wt％，Si 8‑10wt％，C 16‑20wt％，B₄C 1‑3％，BN 1‑3wt％，Y₂O₃3‑5wt％，ZrO₂3‑5wt％，余量为Fe；所述方法包含以下步骤：(1)基体材料的预处理：基体材料为低碳钢，预处理包括表面打磨、表面除油除锈，所述表面打磨采用车削或砂纸打磨，所述表面除油除锈采用酒精进行表面清洗和擦拭，然后烘干备用；(2)熔覆层原料的准备与混合：按照原料重量百分比和组分称取原料并充分混合均匀，用酒精均匀调成糊状，然后将糊状混合粉末均匀涂敷所述步骤(1)中基体材料的待熔表面得预涂层，自然风干；(3)激光熔覆和重熔：开启激光器，调节激光熔覆工艺参数，在保护气保护下用激光束对所述步骤(2)中预涂层进行激光熔覆，激光束垂直扫描，预涂层在激光能量照射下原位反应生成陶瓷硬质相熔覆层；按照相同熔覆工艺参数对所述熔覆层进行激光重熔进一步细化得硬质晶体相熔覆层；(4)熔覆层的后处理：使用千分尺对熔覆前后的尺寸检测，通过着色探伤检测，确保熔覆层无裂纹、气孔或夹杂的缺陷。