激光熔覆镍基合金系及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114107743A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111340444.6(22)申请日2021.11.12(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路5号(72)发明人张敏王新宝高俊张志强李毅朱子越(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人徐瑶(51)Int.Cl.C22C19/05(2006.01)C22C32/00(2006.01)C23C24/10(2006.01)B22F1/12(2022.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称激光熔覆镍基合金系及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种激光熔覆镍基合金系及其制备方法，步骤1，按质量百分比分别称取金属粉末：WC为5,10,15,20wt.％，TiN为5,10wt.％，NiBal，Cr20.21％，Fe2.64％，Si0.56％，Mo9.22％，Nb3.27％，Mn0.63％，以上组分含量的质量百分比之和为100％；步骤2，将步骤1所得焊料按照所需配比机械混合；步骤3，将烘干后的焊料成分在真空管式炉中加热保温一段时间；步骤4，将制备好的Inconel625合金系进行激光熔覆操作，并对熔覆后的工件取样，对所得样品进行电化学腐蚀测试，测得其开路电位、自腐蚀电位，自腐蚀电流密度以及等效电阻。CN114107743ACN114107743A权利要求书1/1页1.激光熔覆镍基合金系，其特征在于，各合金组元按质量百分比包括WC(5，10，15，20)wt.％，TiN(5，10)wt.％，Cr20.21％，Fe2.64％，Si0.56％，Mo9.22％，Nb3.27％，Mn0.63％，NiBal，以上组分含量的质量百分比之和为100％。2.激光熔覆镍基合金系的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，将粉末粒度为100目的各合金成分烘干，再按质量百分比分别称取金属药粉：WC粉为(5，10，15，20)wt.％，Ti粉为(5，10)wt.％，NiBal，Cr20.21％，Fe2.64％，Si0.56％，Mo9.22％，Nb3.27％，Mn0.63％，以上组分含量的质量百分比之和为100％；步骤2，将经步骤1称取的各粉末机械混合；步骤3，将经步骤2混合后的粉末烘干后在真空管式炉中加热保温一段时间，得到Inconel625合金系；步骤4，应用性能试验：将制备好的Inconel625合金系进行激光熔覆操作，并对熔覆后的工件取样，对所得样品进行电化学腐蚀测试，测得其开路电位、自腐蚀电位，自腐蚀电流密度以及等效电阻。3.根据权利要求2所述的激光熔覆镍基合金系的制备方法，其特征在于，所述步骤1中选用的熔覆材料为粒径为53～140μm的天津铸金的Inconel625镍基合金、粒径为38～58μm的纯度为99.99％的WC粉末以及粒径为1～5μmTiN粉末。4.根据权利要求2所述的激光熔覆镍基合金系的制备方法，其特征在于，所述步骤2中混合具体过程为：利用QM‑3SP2行星式球磨机将每种配比按0.5kg进行机械混合；设置球料比为1:5，其中小球:大球＝2:3，转速为350rpm，设置时间为60min其中正、反转各占一半。5.根据权利要求2所述的激光熔覆镍基合金系的制备方法，其特征在于，所述步骤3中真空管式炉加热温度为150～200℃，保温时间为0.5～1h。6.根据权利要求2所述的激光熔覆镍基合金系的制备方法，其特征在于，所述步骤4中激光熔覆过程具体为：激光熔覆试样之前，利用角磨机将Q345基板表层打磨干净，待其冷却后用酒精擦拭吹干装袋备用；采用ISDL‑3008型光纤输入半导体激光器，熔覆方向沿基板长边方向进行，在第一次层熔覆层制备完成后，使用角磨机将熔覆层表面氧化皮进行打磨，直至呈现出金属色泽再进行第二层熔覆层的制备；并经多次试验参数调整，同时在该条件下配以99.9％的Ar作为成型中的保护气，后道次熔覆与前一道搭接40％。7.根据权利要求6所述的激光熔覆镍基合金系的制备方法，其特征在于，所述激光熔覆的工艺参数具体为：光斑直径、输出功率、扫描速度、送粉角度、送粉速度分别为5mm，65％，5.5mm/s，同轴送粉/70°，90g/min。8.根据权利要求2所述的激光熔覆镍基合金系的制备方法，其特征在于，所述电化学腐蚀测试具体为：选用NaCl作为试验测试所用电解液，其浓度为3.5％；工作电极的测试面积为1cm2，在测试前对工作电极表面进行打磨处理，将工作电极先置入电解液中60min进行预处理，依次测试熔覆层的开路电位(OCP)、阻抗谱和极化曲线；其中开路电位(OCP)测量时间为20min，阻抗谱测量时间为10min，极化曲线测量时间为20min；