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Ni60自熔合金粉末

Ni60自熔熔合金粉末是镍基自熔合金粉末系列中最重要牌号之一。其显著的特点是合金铁含量高(≤15％)，而国外同类牌号粉末的铁含量低(≤5％)。表1列出Ni60合金成分(质量分数)与国外同类合金的比较。
表1Ni60合金的化学成分比较
牌号化学成分％硬度（HRc）备注CCrBSiFeCoNiNi601.0~0.617～144.5～2.54.5～3≤15余55～62研制124960.6815.993.014.12.5――余55～62瑞士15E1.016.93.444.153.78――余60～64美国No60.7513.53.04.254.75――余56～61美国SF60――16.03.04.54.5――余59～62英国RK700.916.53.34.3----――余60～64德国FP6M0.614.03.04.54.52～1余55～60日本
图1：扫描电镜图
Ni60粉喷焊层硬度在HRc60左右，与渗碳、渗氮、渗硼、镀铬和某些堆焊合金等表面硬化处理后的硬度相当，并具有优良的耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化的综合性能，已被广泛用于冶金、机械、矿山、石油、化工、轻工、汽车等领域易损部件的修复和须保护，能几倍乃至几十倍地提高使用寿命，取得了显著的经济效益和社会效益。

二、Ni60粉末性能和喷焊层的性能
2、1形貌
采用扫描电镜拍摄Ni60粉末形貌（见图1），表明研制的粉末球形良好、表面光洁。在喷焊时不堵塞喷炬孔道，易控制送粉量，适宜自动喷焊操作。
2、2显影组织
经X衍射仪结合金相显微镜分析与观察，Ni60粉末颗粒剖面金相组织为灰色衬底Ni-Si固溶体，弥散分布Ni3B相。Ni60喷焊层显微组织的观察与分析得出：喷焊层基体为白色
块状的含硅镍铬固熔体相；硬质相为黑色细小点状(Cr，Fe)23C6、灰色块状Ni3B和细小白色块状CrB组成。12496喷焊层的组织结构与Ni60相似，因其铁含量低，在白色块状大小和数量上有些差异。
2、3物理性能
Ni60粉末的密度、熔点、松装密度、振实密度、流动性以及氧含量与12496牌号的对
比表明，两者数据相近。
牌号密度g/cm3熔点℃松装密度g/cm3振实密度g/cm3流动性s/50g氧含量%备注Ni607.528410274.194.5116.190.06~0.1220炉平均值124967.793910504.344.6414.600.028~0.08进口样品测试
图2粉末中的氧含量与残余铝量的关系
图3：3种合金粉末的粒度分布图
图4：粉末的热膨胀系数图
粉末中的氧含量是检验粉末质量的重要指标之一。氧含量高的粉末，喷焊层渣量多、表面质量差，因此要求粉末具有较低的氧含量。一般来说，合金液中的［O］含量是很低的，经分析其含量为0.0007％—0.0020％，因此可以认为粉末中的氧含量主要是合金液在雾化时二次氧化的结果。如果合金液中含有与氧亲和力强的元素，那么氧含量会更高，而铝就是这种元素，它的吸氧能力超过了B和Si元素。图2表明粉末中的氧含量与残余铝量的关系。

2、4粒度分布
采用GBl430—79规定的铁粉粒度组成测试方法，对Ni60粉、10009和12496粉进行筛分测试，比较见图3。由图可见研制的合金粉末的粒度分布与进口12496粉末相当。

2、5粉末的热膨胀系数
测得的Ni60热膨肤系数与12496合金接近(见图4)，两种合金的热膨胀系数都较低，并随温度升高，热膨胀系数均增大。由此可见，工件在喷焊之前预热是必要和重要的，通过预热处理可使喷焊层合金与工件的热膨胀系数接近，以避免喷焊层开裂、剥落。

2、6热导率
图5：2种合金粉末的热导率图
合金的热导率亦是制订粉末喷焊工艺的依据之一。采用T2型激光脉冲热导仪测定合金热导率。测得的Ni60热导率与12496合金接近(见图5)，且两种合金的热导率都较低，并随温度升高，热导率均增大。由此可见，工件在喷焊后的冷却方式很重要，保温目的是减小喷焊层和工件之间的降温速度，减小温度梯度队使喷焊层不开裂裂、剥落。

2、7喷焊层的硬度
2、7、1常温硬度
喷焊层硬度采用HR－150AT型光学洛氏硬度计测定：由20炉Ni60试样测试数据统计得出，Ni60上限成分焊层硬度HRc62、中限成分焊层硬度HRc59，下限成分焊层硬度HRc55,相同条件下测得12496试样焊层硬度HRc58，可见两者硬度没有差别。
图6：2种粉末的喷焊层高温硬度曲线
图7：喷焊层的耐磨性曲线图
2、7、2喷焊层高温硬度
高温硬度采用（日）VH—5B真空高温维氏硬度计测定，Ni60和12496喷焊层的高温硬度示于图6。由图6可见：2种合金粉末喷焊层的高温硬度处于同一水平。

2、8喷焊层的耐磨性
2、8、1金属间磨损
金属间磨