Ni60自熔合金粉末

1、word 1 / 4 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拟。表 1 ni60合金的化学成分比拟牌号化学成分 硬度hrc 备注c cr b si fe co ni ni60 1714 4.5 3 15 余5562 研制12496 余5562 瑞士15e 余6064 美国no6 余5661 美国sf60 余5962 英国rk70 - 余6064 德国fp6m 21 余5560 日本ni60 粉喷

2、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外表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 ，明确研制的粉末球形良好、外表光洁。 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n

3、i3b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、流动性以与氧含量与12496 牌号的对比明确，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ni60 1027 20 炉平均值12496 1050 进口样品测试图 1：扫描电镜图wor

4、d 2 / 4 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、外表质量差，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 明确粉末中的氧含量与剩余铝量的关系。2、4 粒度分布采用 gbl43079 规定的铁粉粒度组成测试方法，对ni 60 粉、 10009 和 12496 粉进展筛分测试，比拟见图3。由图可见研制的合金粉末的粒度

5、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，以防止喷焊层开裂、剥落。2、6 热导率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

6、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hrc55,一样条件下测得12496 试样焊层硬度hrc58，可见两者硬度没有差异。粉末的氧含量余残留 al的关系00.050.10.150.20.010.020.030.040.050.060.07al%o%al%图 2 粉末中的氧含量与剩余铝量的关系粉末粒度分布-5051015202530354045115958070584

7、74135m重量ni60c12496c10009图 3 ： 3 种合金粉末的粒度分2种合金粉末的热膨胀系数对比10.51111.51212.51313.51410203040506070温度 x 10 膨胀系数x10-6ni60c12496图 4：粉末的热膨胀系热导率012345670.2513579温度 x 100热导率ni60c12496图 5：2 种合金粉末的热导率图word 3 / 4 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

8、焊层的耐磨性2、8、1 金属间磨损金属间磨损采用斯可达快速磨损试验机测定。测定时，载荷分别为5kg、10kg、15kg、20kg，转速 750r min。用 0.25 磷酸三钠冷却， 3000 转后测量磨损体积。试样尺寸 22 x 22 mm x l0 mm 、焊层厚度大于1 mm 。比照材料为12496、淬火硬度为hrc60左右的 gcrl5 和 45 号钢。测试结果示于图7。由图 7 可见，12496 和 ni 的焊层的耐磨性根本一样，均比gcrl5 和 45 号钢高 4 倍以上。2、8、2 磨粒磨损磨粒磨损采用fargo 橡胶轮磨粒磨损试验机，比照材料为： 钴铬钨合金、 高铬铸铁、35c

9、rmoal 和 16mn 钢, 测试结果明确：ni60合金磨失量是各比照材料的131 48，显示了其优异的抗磨粒磨损性能。2、9 喷焊层的抗高温氧化性参照 gb64 46 标准进展抗高温氧化性试验，试样尺寸： m 。 试验温度650、750、850。氧化时间200h。每小时称量一次，每一规x取两只试样的平均值。测试结果示于图8；由图 8 可见， ni60 和 12496 焊层都具有优良的抗氧化性，两者差异木大。在高温条件予12496 的喷焊层抗氧化能力稍优。三、应用由于 ni60 合金粉末具有良好的耐磨、耐蚀、抗高温氧化和高的硬度，必将在工业的各部门得到广泛的应用，如下是已应用ni60 合金粉

10、末取得一些效果： (1)高炉风口直吹管座、喷嘴受10501100高温磨蚀，采用ni60 喷焊预保护，比原先提高寿命4 倍以上。00.10.20.30.40.50.6050100150200050100150200050100150200ni6012496650750850图 8 不同静态等温氧化动力曲线图加热时间 h 氧化增重高温硬度 hv012345678925100300500700温度硬度hvx100ni6012496图 6： 2 种粉末的喷焊层高温硬度耐磨性比较051015202530354015101520载荷kg磨损量1000mmni60gcr151249645#钢图 7： 喷焊层

11、的耐磨性曲word 4 / 4 (2)水箱技丝机轮，采用轴承钢制造时使用寿命仅23 星期，当改用在45 号钢外表喷焊 ni60 焊层材料制造后，其寿命比原先提高5 倍以上，而且改善了钢丝外表质量。 (3)600mm热处理卷丝辊筒，受钢丝强烈的勒磨，寿命极短。采用ni60 喷焊固相渗透新工艺处理后，耐磨性能优异，比原先提高寿命20 多倍。 (4)轧钢厂输送辊 (g 辊) ，喷焊 ni60 外表强化预保护，比原先提高寿命4 倍以上。 (5) 180mm冷弯型钢机组2010 纱窗料成型辊，喷焊ni60 后，从原先只能轧7t钢材增加到可轧100t 以上钢材。 (6)采用 ni60 喷焊轧钢机滚动导卫、冷拔钢管内模、90t 剪刀片等后，其使用寿命部都比原先提高6 倍以上。此外， ni60 喷焊还用于轧钢机齿轮、被动齿轮、轴承箱、泵套、风机叶片，刨床压板、泵壳体、 柱塞、 活塞、农机部件， 耐蚀件等零部件的修复和予保护，都取得良好的使用效