一種利用激光熔覆增強(qiáng)Hastelloy N合金表面耐磨性的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種利用激光熔覆增強(qiáng)Hastelloy?N合金表面耐磨性的方法，所述方法為：將Hastelloy?N合金表面清洗預(yù)處理，將經(jīng)過酸洗的碳化硅陶瓷粉烘干；將預(yù)處理后的碳化硅陶瓷粉均勻鋪展于預(yù)處理后的Hastelloy?N合金表面，并用激光輻照掃描至不低于2600℃進(jìn)行激光熔覆，獲得激光熔敷后的Hastelloy?N合金，隨后冷卻至室溫，獲得表面耐磨性增強(qiáng)的Hastelloy?N合金；本發(fā)明專利技術(shù)利用高溫使碳化硅完全分解形成Si和C，其中Si作為一種催化劑，會(huì)促進(jìn)Hastelloy?N合金內(nèi)Mo與C反應(yīng)生成MoC，在Hastelloy?N合金表面形成大量MoC、C和基體均勻分布的熔覆層，增強(qiáng)Hastelloy?N合金表面耐磨性；所得熔覆層結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，沒有裂紋產(chǎn)生，耐磨性也得到極大的提高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利說明】(一)
本專利技術(shù)涉及一種提高HastelloyN合金表面耐磨性的方法，特別涉及一種采用激光恪覆增強(qiáng)Hastelloy N合金表面耐磨性的方法。(二)
技術(shù)介紹
激光熔覆，作為一種新型的表面改性技術(shù)，主要在基體表面添加熔覆材料，通過激光輻照掃描使之與基體表層一起熔凝，在基體表面形成一種具有特殊性能的薄層，從而最大限度開發(fā)材料的性能。Hastelloy N合金在恪鹽堆、化工設(shè)備、航天、制藥、核工業(yè)等方面應(yīng)用廣泛，由于材料比較稀有和昂貴，所以需要對(duì)其采取相應(yīng)保護(hù)措施，如在Hastelloy N合金表面熔覆其他耐高溫耐腐蝕材料。傳統(tǒng)的采用SiC粉激光熔覆的方法，是將SiC熔覆于材料表面，利用SiC本身的高硬度來提高材料表面的耐磨性。而在本方法中，同樣將SiC熔覆于Hastelloy N合金表面，但SiC在激光熔覆過程中完全分解，產(chǎn)生Si和C。其中Si作為一種催化劑，會(huì)促進(jìn)Haste 1 loy N合金內(nèi)C與Mo反應(yīng)生成MoC，而MoC也擁有良好的耐高溫、耐磨性及較高的硬度;反應(yīng)剩余的C單質(zhì)呈石墨形態(tài)，可以對(duì)材料起到一定的潤滑作用，相應(yīng)的摩擦系數(shù)可大大降低。最后在Hastelloy N合金表面形成MoC、C和基體均勾分布的恪覆層，并沒有SiC的存在，利用MoC和C的雙重作用來進(jìn)一步增強(qiáng)Hastelloy N合金表面耐磨性。(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的是提供一種采用激光恪覆技術(shù)增強(qiáng)HastelloyN合金表面耐磨性的方法。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是:本專利技術(shù)提供一種利用激光恪覆增強(qiáng)HastelloyN合金表面耐磨性的方法，所述方法為:(1)將Hastelloy N合金表面清洗預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的Hastelloy N合金；(2)將經(jīng)過酸洗的碳化硅陶瓷粉烘干，獲得預(yù)處理后的碳化硅陶瓷粉；(3)將步驟(2)預(yù)處理后的碳化硅陶瓷粉均勻鋪展于步驟(1)預(yù)處理后的Hastelloy N合金表面，并用激光輻照掃描至不低于2600°C進(jìn)行激光熔覆，獲得激光熔敷后的Hastelloy N合金；(4)將步驟(3)激光熔敷后的Hastelloy N合金進(jìn)行熱處理，隨后冷卻至室溫，獲得表面耐磨性增強(qiáng)的Hastelloy N合金。進(jìn)一步，所述步驟(l)Hastelloy N合金預(yù)處理方法為:用體積濃度99.7%乙醇水溶液清洗，并用熱風(fēng)吹干。進(jìn)一步，所述步驟(2)碳化硅陶瓷粉預(yù)處理方法為:將碳化硅陶瓷粉用體積濃度10%氫氟酸水溶液浸泡24小時(shí)，用蒸餾水漂洗至pH為6.5，100°C烘24h。進(jìn)一步，所述步驟(2)碳化娃陶瓷粉粒徑為50μηι。進(jìn)一步，所述步驟(3)碳化娃陶瓷粉在預(yù)處理后的Hastelloy N合金表面厚度為0.5_lmm0進(jìn)一步，所述步驟(3)激光熔敷溫度為2600°C，碳化硅陶瓷粉末完全分解，并與Hastelloy N合金內(nèi)Mo充分反應(yīng)后均勾覆蓋于Hastelloy N合金表面，在Hastelloy N合金表面形成MoC、C和基體均勻分布的熔覆層。進(jìn)一步，所述步驟(3)熱處理?xiàng)l件為680°C條件下保溫2-3小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)有益效果主要體現(xiàn)在:較之傳統(tǒng)的利用SiC本身的高硬度來提高材料表面耐磨性的激光熔覆方法，本專利技術(shù)利用高溫使碳化硅完全分解形成Si和C，其中Si作為一種催化劑，會(huì)促進(jìn)Hastelloy N合金內(nèi)Mo與C反應(yīng)生成MoC。因此，在Hastelloy N合金表面形成大量MoC、C和基體均勻分布的熔覆層。利用MoC和C的雙重作用來進(jìn)一步增強(qiáng)Hastelloy N合金表面耐磨性。熔覆前基體的彈性模量大約為231G pa，硬度大約為6G pa,熔覆后基體彈性模量和硬度大致不變，MoC的彈性模量大約為394G pa，硬度大約為23G pa。所得熔覆層結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，沒有裂紋產(chǎn)生，耐磨性也得到極大的提高。(四)【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)方法形成恪覆層的示意圖，1-碳化娃粉末，2-HastelloyN合金。圖2是本專利技術(shù)方法形成熔覆層的原理示意圖，3-MoC，4_C，5-基體。(五)【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不僅限于此:本專利技術(shù)實(shí)施例所用Hastelloy N合金質(zhì)量組成為:Ni_17.29Mo_6.96Cr_3.96Fe-0.627Mn-0.466S1-0.0488C(wt.%)D實(shí)施例如圖1-圖2所示，本專利技術(shù)采用激光恪覆技術(shù)增強(qiáng)HastelloyN合金表面耐磨性的方法，包括以下步驟:1)首先將Has tel loy N合金(50mm X 50mm X 4mm)用體積濃度99.7 %乙醇水溶液清洗除去表面油污及雜質(zhì)，并用熱風(fēng)吹干，獲得預(yù)處理后的Hastelloy N合金；2)將粒徑為50μηι碳化娃陶瓷粉末用體積濃度10%氫氟酸水溶液浸泡24小時(shí)進(jìn)行清洗，除去其中的雜質(zhì)，隨后100°c烘24h，得到純凈的碳化硅陶瓷粉末；3)將步驟2)制備的碳化硅陶瓷粉末均勻鋪展于步驟1)預(yù)處理的Hastelloy N合金表面，厚度為1mm;4)對(duì)步驟3)覆蓋碳化硅粉末的Hastelloy N合金進(jìn)行激光熔敷，使溫度達(dá)到2600°C，碳化娃粉末與Hastelloy N合金表層同時(shí)恪化，經(jīng)過一系列反應(yīng)后形成大量MoC和C單質(zhì)，并均勻分布于熔覆層內(nèi)；5)對(duì)步驟4)經(jīng)激光熔敷后的Hastelloy N合金在680°C條件下保溫3小時(shí)，從而消除激光熔敷過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。通過顯微組織觀察，發(fā)現(xiàn)在Hastelloy N合金表面并沒有SiC，Si滲透于基體之中，在基體表面分布大量MoC和C。熔覆前基體的彈性模量大約為231Gpa，硬度大約為6G pa，熔覆后基體彈性模量和硬度大致不變，MoC的彈性模量大約為394Gpa，硬度大約為23G pa ο【主權(quán)項(xiàng)】1.一種利用激光恪覆增強(qiáng)HastelloyN合金表面耐磨性的方法，其特征在于所述方法為:(1)將Hastelloy N合金表面清洗預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的Hastelloy N合金；(2)將經(jīng)過酸洗的碳化硅陶瓷粉烘干，獲得預(yù)處理后的碳化硅陶瓷粉；(3)將步驟(2)預(yù)處理后的碳化硅陶瓷粉均勻鋪展于步驟(1)預(yù)處理后的Hastelloy N合金表面，并用激光輻照掃描至不低于2600°C進(jìn)行激光熔覆，獲得激光熔敷后的Hastelloy N合金；(4)將步驟(3)激光熔敷后的Hastelloy N合金進(jìn)行熱處理，隨后冷卻至室溫，獲得表面耐磨性增強(qiáng)的Hastelloy N合金。2.如權(quán)利要求1所述利用激光恪覆增強(qiáng)HastelloyN合金表面耐磨性的方法，其特征在于所述步驟(1)Hastelloy N合金預(yù)處理方法為:用體積濃度99.7%乙醇水溶液清洗，并用熱風(fēng)吹干。3.如權(quán)利要求1所述利用激光恪覆增強(qiáng)HastelloyN合金表面耐磨性的方法，其特征在于所述步驟(2)碳化硅陶瓷粉預(yù)處理方法為:將碳化硅陶瓷粉用體積濃度10%氫氟酸水溶液浸泡24小時(shí)，用蒸餾水漂洗至pH為6.5，100°C烘24h。4.如權(quán)利要求1所述利用激光恪覆增強(qiáng)HastelloyN合金表面耐磨性的方法，其特征在于所述步驟(2)碳化硅陶瓷粉粒徑為50μπι。5.如權(quán)利要求1所述利用激光恪覆增強(qiáng)HastelloyN合金表面耐磨性的方法，其特征在于所述步驟(3)碳化娃陶本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用激光熔覆增強(qiáng)Hastelloy?N合金表面耐磨性的方法，其特征在于所述方法為：(1)將Hastelloy?N合金表面清洗預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的Hastelloy?N合金；(2)將經(jīng)過酸洗的碳化硅陶瓷粉烘干，獲得預(yù)處理后的碳化硅陶瓷粉；(3)將步驟(2)預(yù)處理后的碳化硅陶瓷粉均勻鋪展于步驟(1)預(yù)處理后的Hastelloy?N合金表面，并用激光輻照掃描至不低于2600℃進(jìn)行激光熔覆，獲得激光熔敷后的Hastelloy?N合金；(4)將步驟(3)激光熔敷后的Hastelloy?N合金進(jìn)行熱處理，隨后冷卻至室溫，獲得表面耐磨性增強(qiáng)的Hastelloy?N合金。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賀艷明，謝浩，楊建國，沈寒旸，楊學(xué)順，王麗梅，謝志剛，高增梁，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33