专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103305835A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103305835103305835A(43)申请公布日2013.09.18(21)申请号201310241759.4(22)申请日2013.06.18(71)申请人江苏和昊激光科技有限公司地址215636江苏省苏州市张家港市大新镇大新村(72)发明人柳岸敏张翀昊顾斌肖彩梅杨健邵国峰(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书3页说明书3页(54)发明名称专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末(57)摘要本发明公开了一种专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末，按重量百分比计，包含11-13%碳化钨，0.2-0.5%碳，5-8%氟化钙，3-5%氮化硅，4-8%铁，18-20%钼，13-15%铬，0.8-1%锰，余量为钴。该钴基金属陶瓷合金粉末专用于齿轮的激光熔覆，提高齿轮表面金属组织致密性，从而提高齿轮的硬度，强度，耐磨性。CN103305835ACN10358ACN103305835A权利要求书1/1页1.专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末，按重量百分比计，包含11-13%碳化钨，0.2-0.5%碳，5-8%氟化钙，3-5%氮化硅，4-8%铁，18-20%钼，13-15%铬，0.8-1%锰，余量为钴。2.如权利要求1所述的专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末，其特征在于：包含12%碳化钨，0.5%碳，5%氟化钙，5%氮化硅，4%铁，18%钼，13%铬，0.8%锰，余量为钴。2CN103305835A说明书1/3页专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末技术领域[0001]本发明涉及一种合金粉末，特别是指一种专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末。背景技术[0002]激光具有高亮度、高方向性、高单色性、高相干性的特点，现在正被越来越多的领域所使用，激光熔覆就是表面处理技术中的一种。概括的说，激光熔覆的原理就是利用高能激光束照射金属材料表面，基材表面被迅速融化，液态的金属形成一个小规模的熔池，同时填注新的粉末材料，在这个熔池中，原本的金属材料与被添加的粉末相互混合，形成一层新的液态金属层。待激光光束经过以后，液态金属层迅速冷却由此在金属表面形成一层固态的熔覆层。然齿轮工作环境恶劣，普通的齿轮存在硬度差、强度低、易磨损的缺陷，这样就造成了齿轮出现齿面磨损、轮齿折断、齿面胶合等失效现象，为此，目前普通的做法都是采用价格昂贵的高性能材料制造齿轮，致使齿轮的成本增加，实用性就大大降低，小企业无法承受。目前并未使用激光熔覆对齿轮进行表面处理，其原因除了熔覆工艺复杂之外，重要的是并未有专用于齿轮激光熔覆的金属粉末，而利用普通金属粉末对齿轮进行激光熔覆后发现，普通金属粉末传热与熔融不均匀，金属粉末与齿轮基材之间的融合度差，造成熔覆层易产生裂纹、缩松、缩孔、气孔等缺陷，致使激光熔覆后的齿轮机械性能并未达到预期的要求。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是：提供一种专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末，该钴基金属陶瓷合金粉末专用于齿轮的激光熔覆，提高齿轮表面金属组织致密性，减少熔覆层中裂纹、缩松、气孔等缺陷，从而提高齿轮的硬度，强度，耐磨性。[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末，按重量百分比计，包含11-13%碳化钨，0.2-0.5%碳，5-8%氟化钙，3-5%氮化硅，4-8%铁，18-20%钼，13-15%铬，0.8-1%锰，余量为钴。[0005]其中，专用于齿轮表面激光熔覆的钴基金属陶瓷合金粉末优选配比为：包含12%碳化钨，0.5%碳，5%氟化钙，5%氮化硅，4%铁，18%钼，13%铬，0.8%锰，余量为钴。[0006]本发明中的钴基金属陶瓷合金粉末中各成分的作用如下：[0007]碳化钨（WC）：属于金属陶瓷粉末，作为强化微粒存在于熔覆层中，能够极大的提高熔覆层硬度及强度，可以降低熔覆层开裂的敏感性。[0008]碳（C）：属于非金属元素，碳含量越高，硬度就越高，耐磨性能就越好，屈服点和抗拉强度升高，但是其韧性、塑性、冲击性和抗腐蚀性能会随着碳含量的增加而降低，因此该金属陶瓷合金粉末中C含量的选择确保齿轮满足耐磨性的同时，尽可能的兼顾韧性和抗腐蚀性。[0009]氟化钙(CaF2)：作为添加材料，用于减少熔覆层凝固时的内应力，防止凝固后出现热裂纹、缩孔、缩松等缺陷，提高金属内部组织的致密性。3CN103305835A说明书2/3页[0010]氮化硅(SiN4)：作为除碳化钨WC之外的第二种陶瓷颗粒存在，在熔覆过程中不熔化，但对