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CN104827025A - 一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法 - Google Patents

一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法 Download PDF

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CN104827025A
CN104827025A CN201510233689.7A CN201510233689A CN104827025A CN 104827025 A CN104827025 A CN 104827025A CN 201510233689 A CN201510233689 A CN 201510233689A CN 104827025 A CN104827025 A CN 104827025A
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China
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hardness
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CN201510233689.7A
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Inventor
程敬卿
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Wuhu Dinghan Remanufacturing Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuhu Dinghan Remanufacturing Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Co占31-51份、Cr占19-34份、W占13份、B占15份、Al占0.05份、Al2O3占1份，其制备方法为：采用气雾化法制得Co-Cr-W-B的纳米球；然后向制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。本发明既有合金钢材的高强度，又有钛金属的优异耐蚀性、高静摩擦系数等特点，制得的焊层的硬度可达到HRC40，具有较高的结合强度和较小的气孔率，结合强度、抓附力较高，焊层厚度可达6毫米，致密度良好为0.55。

Description

一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法。
背景技术
随着对工程机械设备性能要求的不断提高，近年来，先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊、明弧焊的应用领域依然未受任何影响，因为表面处理技术的突出特点使埋弧焊和明弧焊的应用极具潜力。这些特点可概括为以下四点:1、表面工程和多种复合材料的结合在材料设计中具有明显的优势；2、可方便地调整材料的化学成分；3、能够动态形成具有特殊结构性能的复合材料；4、多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。
然而埋弧焊、明弧焊技术的发展却受着材料短板的制约，传统使用的丝材结合强度差、气孔率高、使用率低，越来越难以满足人们的使用要求。采用新工艺、新方法、新配方制得具有高硬度、高结合强度、耐腐蚀性，微观组织结构均匀，材料使用率高，综合力学性能优良的新型材料是人们的迫切需求。
发明内容
为了弥补传统焊层的不足，本发明提供一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占31-51份、Cr占19-34份、W占13份、B占15份、Al占0.05份、Al2O3占1份，所述Al2O3增加了材料的结合强度，减少气孔率。
Co的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金和磁性合金的重要原料。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。Co作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。
Cr涂在工件表面可以提高工件的耐腐蚀性。
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先采用气雾化法制得Co-Cr-W-B的纳米球；
(2)向步骤(1)制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
本发明的有益效果是：本发明既有合金钢材的高强度，又有钛金属的优异耐蚀性、高静摩擦系数等特点。本发明制得的焊层的硬度可达到HRC40，具有较高的结合强度和较小的气孔率，结合强度、抓附力较高，焊层厚度可达6毫米，致密度良好为0.55，适用于埋弧焊，还可作为热喷涂层材料的底层材料，具有优异的结合强度，在相同的条件下，本发明的结合度是普通丝材结合强度的2.2倍，可见本发明具有优异的焊接性能。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占31份、Cr占19份、W占13份、B占15份、Al占0.05份、Al2O3占1份。
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Co-Cr-W-B的纳米球；
(2)向步骤(1)制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
实施例二：
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占38份、Cr占25份、W占13份、B占15份、Al占0.05份、Al2O3占1份。
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，与实施例一相同。
实施例三：
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占45份、Cr占28份、W占13份、B占15份、Al占0.05份、Al2O3占1份。
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，与实施例一相同。
实施例四：
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占51份、Cr占34份、W占13份、B占15份、Al占0.05份、Al2O3占1份。
一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，与实施例一相同。
采用埋弧焊焊接技术在以20Co钢为基体的轧辊上制得Co-Cr-W-B焊层，带有所述焊层的基体与无所述焊层的基体的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能对比实验结果见表1：
表1 Co-Cr-W-B焊层与20Co钢基体的性能对比实验结果：
实验组编号 孔隙率(AREA％) 结合强度(MPa) 显微硬度(HV)
1 0.325 80.3 678
2 0.241 77.3 674
3 0.256 79.4 573
4 0.315 88.3 631
平均值 0.284 81.3 639
对比组 0.277 45.2 436
本发明中所用焊丝的选择既要考虑焊剂成分的影响，又要考虑母材成分的影响。为达到所要求的焊缝金属成分，可采用一种焊剂(熔炼焊剂)与几种焊丝配合的焊接方式，也可采用一种焊丝与几种焊剂(烧结焊剂)配合的焊接方式。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Co占31-51份、Cr占19-34份、W占13份、B占15份、Al占0.05份、Al2O3占1份。
2.一种高硬度Co-Cr-W-B焊层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采用气雾化法制得Co-Cr-W-B的纳米球；
(2)向步骤(1)制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
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Non-Patent Citations (2)

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Title
于惠博等: "降低涂层孔隙率的研究进展", 《材料导报》 *
王海军主编: "《热喷涂材料及应用》", 31 March 2008, 国防工业出版社 *

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