一種激光熔覆制備高硼抗磨合金方法，屬于表面處理技術領域。先用質量分數32~35%的硼鐵、15~18%的高碳鉻鐵、49~52%的Q235廢鋼和0.6~0.8%的金屬鋁，在電爐內混合加熱熔化，經鑄造凝固、破碎和球磨后，得到50~80μm的Fe-B-Cr粉料。然后將質量分數分別為86.5~88.0%的Fe-B-Cr粉料，1.8~2.4%的B4C粉、0.25~0.40%的稀土鎂合金粉、0.6~0.9%的鎳粉、0.65~0.90%的硅鋇鈣合金粉和7.8~9.2%的純鐵粉混合均勻后，利用光纖激光器，采用同步送粉法，在鋼板表面進行激光熔覆處理，獲得表面無裂紋、夾雜和氣孔以及表面平整的高硼抗磨合金激光熔覆層。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高硼合金制備方法，特別涉及一種，屬于表面處理
技術介紹
高硼抗磨合金具有優異的耐磨性，在耐磨材料領域獲得了廣泛應用。中國專利技術專利CN101240404公開了一種高碳高硼耐磨合金及其制備方法。高碳高硼耐磨合金的主要成分為C :1. 0-1. 8 %, B 3. 8-6. 5 %, Mo 0. 3-0. 8 %, Ni 0. 3-1. O %, Cr 0. 3-2. O %,Mn 0. 5-1. O %, Si 0. 5-1. 0%，S<0.05%，P<0.05%，余量為鐵。制備工藝用中頻熔煉爐將配好的材料按順序熔化，先將除硼鐵以外的材料加入爐中熔化，然后加入Al (O. 1-0. 3% )脫氧，然后再按成分配比加入硼鐵熔化；預先在澆包中放入占合金液重量 0.2-0. 8%的變質劑，對合金液進行變質處理，然后出爐澆注，出爐溫度1540-1600°C，澆注溫度1420-1480°C ;冷卻形成鑄件后熱處理工藝為淬火900-1100°C (水淬或油淬)，然后200-550°C空冷回火。該專利技術具有耐磨性好，成本低，生產工藝簡單，可大量推廣應用于各種耐磨件。中國專利技術專利CN1624180還公開了高硼鑄造鐵基耐磨合金及其熱處理方法，其化學成分是(重量 ％ ) 0. 15 O. 70C，0. 3 I. 9Β，0· 3 O. 8Cr,0. 4 O. 8Si，0. 6 1.3Μη,0· 05 O. 20Ce,0. 02 O. IOLa, O. 005 O. 018Ca,0. 04 O. 18Κ,0· 08 O. 25Α1,S < O. 04，P < O. 04，其余為Fe ;它的熱處理方法是珠光體化預處理、淬火和回火，珠光體化預處理加熱溫度760 820°C，爐冷至小于500°C后爐冷或空冷；淬火加熱溫度為960 1050°C，隨后以冷卻速度不小于5°C /min快速冷卻，回火加熱溫度為180 400°C，隨后爐冷或空冷；該專利技術的優點是大幅度提高了合金耐磨性、大幅度減少了鉻合金加入量、生產成本顯著降低、生產工藝簡單、設備通用性強、其綜合性能優于常用的高錳鋼、高鉻鑄鐵和低合金鋼，具有極高的性能價格比。中國專利技術專利CN100999803還公開了一種高硼耐磨鑄鋼及其制備方法，其化學成分及其重量百分比為C :0. 10 % 0.50% ;B:0. 8% 5. O % ；Cu O.3% O. 6% ；Mn 0. 8% 2. 0% ；Cr 1. 0% 2· 5% ；Si < I. 5% ；Ti 0. 08% 0. 20% ；Ce 0. 04% 0. 12% ；Mg 0. 02% 0. 18% ；N 0. 06% 0. 18% ；S < 0. 05% ；P < 0. 05% ；余量為Fe和不可避免的微量雜質。其制備方法采用電爐熔煉，鋼水熔清后加入錳鐵和硼鐵，然后加入鋁脫氧，而后出爐。用鈦鐵、鈰基稀土鎂合金和含氮物質對鋼水進行復合變質處理，經高溫奧氏體化后快速冷卻，隨后進行低溫回火消除應力。其生產工藝簡單，不需添加貴重合金元素，生產成本低。使用該專利技術可顯著提高設備作業率，降低破、磨備件成本，減輕工人勞動強度，具有很好的經濟和社會效益。中國專利技術專利CN101851729A還公開了一種強韌耐磨高硼鋼的制備方法，是首先對合金液進行變質處理，再在電磁攪拌下進行澆鑄成型。該專利技術通過變質處理和在電磁攪拌下進行澆鑄成型的復合處理，可以獲得晶粒非常細化的組織，可將現有技術難以消除的晶界連續分布的Fe2B共晶組織進一步擊碎，使網狀的Fe2B相的連續分布被中斷，Fe2B相均勻彌散分布在基體中，從而實現了在材料硬度保持不變或略有提聞的情況下，大大提聞了材料的沖擊朝性，制得了具有優異的強朝耐磨性的聞硼Fe-B-C合金材料，成功地消除了高硼Fe-B-C合金所存在的“硼脆”現象。但是，鑄造高硼抗磨合金材料存在硼化物粗大和脆性大，使用安全性差等不足。為了提高材料的耐磨性和使用的安全性，激光表面處理是一種非常有效和實用的方法。中國專利技術專利CN1418983公開了一種中碳鋼、中碳合金鋼表面激光熔覆方法，該方法依序以如下步驟進行還料一鍛造一機械加工一熱處理一機械加工一激光溶覆一機械加工；該方法所用的坯料為中碳鋼或中碳合金鋼，激光熔覆所用的熔覆材料為Ni-WC或CO-合金或CO-Cr-WC ;激光熔覆的工藝條件為激光器輸出功率3. 5 4. Okw ;激光束斑尺寸(25-30) X2mm2 ;離焦量40 48mm ;激光束的掃描回轉半徑100 130mm、線速度2. I 4mm/s、角速度3° /s ;熔覆材料送粉率400 450mg/s ;采用該專利技術之法對中碳鋼或中碳合金鋼進行表面熔覆加工，在加工過程中基體不會開裂，熔覆層不會有裂紋，所制成的模具使用壽命比現有模具提高5 8倍。中國專利技術專利CN1456707還公開了一種激光熔覆金屬間化合物/陶瓷復合涂層材料及涂層制備方法，以Ni、Al及微量合金元素粉末B、Zr組成的涂層合金與WC粉末均勻混合作為涂層材料；涂層合金中Al占22-25原子％，B為O. 09 O. 11原子％ ,Zr為O. 9 I. I原子％，其余為Ni ;WC顆粒占涂層總量的50-65重量％ ;在激光熔覆過程中，Ni、Al通過自生反應生成以Ni3Al金屬間化合物為基的組織，碳化物彌散分布于其中。涂層方法為在涂層材料，加入酒精球磨混合、烘干，通過熱噴涂獲得0.5-0. 8_厚預制涂層；然后進行激光處理，得到激光熔覆層。該專利技術的優點在于涂層材料晶粒細小、成分均勻；熔覆層硬度高，耐磨性和熱疲勞性能優良。中國專利技術專利CN1081721還公開了一種在金屬表面激光熔覆耐磨層的方法。該工藝采用粒度為O. 5^1. 2mm (或50(Γ 200 μ m)的燒結碳化鎢顆粒作為硬質相，Fe基、Ni基或Co基自熔合金作為粘結相，利用大功率CO2激光器作為熱源，將粗顆粒碳化鎢金屬陶瓷層涂覆于金屬表面，其中，碳化鎢的重量百分比不小于50%。該工藝的特點是碳化鎢顆粒在涂層中分布均勻且基本無燒損，從而保持其原有高硬度和高耐磨性，激光熔覆粗顆粒碳化鎢金屬陶瓷層的方法可應用于磨粒磨損很高的工況，例如礦山、石油、農機的采掘工具等。中國專利技術專利CN1351919還公開了激光熔覆制造高速線材軋輥專用設備及熔覆方法，其專用設備包括有帶有三爪卡盤2的軋輥輪坯轉臺I、固定在三爪卡盤2上的芯軸3、預加熱固定在芯軸3上的軋輥輪坯14的預熱爐15、置于預熱爐頂部的專用防激光輻射保護窗口 6、通過預熱爐上部的熱電偶測溫孔11置入爐內的熱電偶12、及電子控溫裝置9、激光工作裝置和分體式送粉裝置。熔覆方法特征在于在鋼基輪坯的弧形曲面上填充金屬粉末，采用激光熔覆辦法制造軋輥工作層，輪坯表面每個軋道熔覆2 — 5層，每層11 - 15道搭接，層與層間的搭接面積為40 — 60%，熔覆速度通過軋輥輪坯轉臺設置為360 — 720° /min。使用該專利技術制造的線材軋輥，解決了貴重金屬的浪費問題，使軋輥的制造成本明顯降低。中國專利技術專利CN1202534還公開了一種金屬表面等離子噴涂后激光熔覆制備陶瓷涂層的方法，該方法是先本文檔來自技高網...
【技術保護點】
激光熔覆制備高硼抗磨合金方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）、先用質量分數32~35%的硼鐵、15~18%的高碳鉻鐵、49~52%的Q235廢鋼和0.6~0.8%的金屬鋁，在電爐內混合加熱熔化，然后澆注成尺寸為（60~80mm）×（60~80mm）×（100~120mm）的Fe？B？Cr塊料，并將上述Fe？B？Cr塊料依次在破碎機和球磨機里，經破碎和球磨后，得到50~80μm的Fe？B？Cr粉料；（2）、然后將質量分數分別為86.5~88.0%的步驟（1）制備的Fe？B？Cr粉料，1.8~2.4%的B4C粉、0.25~0.40%的稀土鎂合金粉、0.6~0.9%的鎳粉、0.65~0.90%的硅鋇鈣合金粉和7.8~9.2%的純鐵粉混合均勻后，利用光纖激光器，采用同步送粉法，在中、低碳鋼板表面進行激光熔覆處理；送粉速度為20~25g/min，激光功率為3.0~4.5KW，掃描速度為8~10mm/s，熔覆層數為3~5層，最后獲得表面無裂紋、無夾雜和無氣孔以及表面平整的高硼抗磨合金激光熔覆層；硼鐵的化學組成質量分數%：19~21B,<0.5C,<2.0Si,<0.03S,<0.1P，Fe余量；高碳鉻鐵的化學組成質量分數%：60~65Cr，6.8~7.5C，≤3.0Si,≤0.05S，≤0.06P，Fe余量；Q235廢鋼的化學組成質量分數%：0.14~0.22C，0.30~0.65Mn，Si≤0.30，S≤0.050，P≤0.045，Fe余量；稀土鎂合金的化學組成質量分數%：8.0~10.0RE,Ce/RE≥46,8.0~10.0Mg,1.0~3.0Ca,≤44.0Si,≤2.0Mn,≤1.0Ti,≤1.2MgO,Fe余量；硅鋇鈣合金的化學組成質量分數%：45.0~50.0Si,15.0~18.0Ba,10.0～13.0Ca,C<0.40,P<0.05,S<0.05,Fe余量。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：符寒光，蔣志強，李慶棠，劉建偉，魏永強，雷永平，馬勝強，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：
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