Ni60自(zi)熔(rong)(rong)熔(rong)(rong)合(he)(he)金(jin)(jin)粉末是(shi)鎳基自(zi)熔(rong)(rong)合(he)(he)金(jin)(jin)粉末系列(lie)中重(zhong)要牌號(hao)之一。其顯著的特點是(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)鐵含量高(gao)(≤15％)，而國(guo)外同類牌號(hao)粉末的鐵含量(liang)低(di)(≤5％)。表1列出(chu)Ni60合(he)金成分(質量分數)與國外同類合(he)金的比較。
表1 Ni60合金的(de)化學成分比(bi)較
牌(pai)號 | 化(hua) 學 成 ;分 ％ | 硬度（HRc） | 備注 | ||||||
C | Cr | B | Si | Fe | Co | Ni | |||
Ni60 | 1.0~0.6 | 17～14 | 4.5～2.5 | 4.5～3 | ≤15 | 余(yu) | 55～62 | 研制 | |
12496 | 0.68 | 15.99 | 3.01 | 4.1 | 2.5 | ―― | 余 | 55～62 | 瑞士 |
15E | 1.0 | 16.9 | 3.44 | 4.15 | 3.78 | ―― | 余 | 60～64 | 美國 |
No6 | 0.75 | 13.5 | 3.0 | 4.25 | 4.75 | ―― | 余 | 56～61 | 美(mei)國 |
SF60 | ―― | 16.0 | 3.0 | 4.5 | 4.5 | ―― | 余 | 59～62 | 英國(guo) |
RK70 | 0.9 | 16.5 | 3.3 | 4.3 | ---- | ―― | 余 | 60～64 | 德國 |
FP6M | 0.6 | 14.0 | 3.0 | 4.5 | 4.5 | 2～1 | 余 | 55～60 | 日本 |
Ni60粉噴焊層硬(ying)度在HRc60左右，與(yu)滲(shen)(shen)碳、滲(shen)(shen)氮、滲(shen)(shen)硼(peng)、鍍鉻和某些堆焊合(he)金(jin)等(deng)表面硬(ying)化(hua)處理(li)后的(de)(de)硬(ying)度(du)相(xiang)當，并具有優(you)良的(de)(de)耐(nai)(nai)磨性、耐(nai)(nai)蝕(shi)性和抗高溫氧化(hua)的(de)(de)綜合(he)性能，已被廣泛(fan)用(yong)于冶金(jin)、機械(xie)、礦山、石油、化(hua)工(gong)、輕工(gong)、汽車等(deng)領域易損部件(jian)的(de)(de)修(xiu)復和須保護(hu)，能幾倍乃至幾十倍地提(ti)高使用(yong)壽命，取得了顯著的(de)(de)經濟效益(yi)和社會效益(yi)。
二、Ni60粉末性能和噴焊層的(de)性能
2、1 形貌
采用掃描電鏡拍攝(she)Ni60粉末形貌（見圖1），表明研制的粉末球形良好、表面光潔。在噴焊時不堵塞噴炬孔道，易控制送粉量，適宜自動噴焊操作。
2、2 顯影組(zu)織(zhi)
經X衍射儀結合金相顯微鏡分析與觀察，Ni60粉末顆粒剖面金相組織為灰色襯底Ni-Si固溶體，彌散分布Ni3B相。Ni60噴(pen)焊層顯微組織的觀(guan)察與(yu)分析得出：噴(pen)焊層基(ji)體為白色
塊(kuai)狀的(de)含硅鎳鉻固熔體相；硬質相為黑(hei)色細小點狀(Cr，Fe)23C6、灰色塊(kuai)狀Ni3B和(he)細小(xiao)白色塊狀CrB組(zu)成(cheng)。12496噴(pen)焊(han)層的(de)組(zu)織(zhi)結構與Ni60相似，因其鐵含量低，在白色塊狀大小(xiao)和(he)數(shu)量上(shang)有些差異。
2、3 物理性能
Ni60粉末的密(mi)(mi)度、熔點、松(song)裝密(mi)(mi)度、振實(shi)密(mi)(mi)度、流(liu)動性以及氧含量(liang)與(yu)12496牌號的對
比表明(ming)，兩者數據相近(jin)。
牌號 | 密度g/cm3 | 熔點(dian)℃ | 松裝密度g/cm3 | 振(zhen)實密度(du)g/cm3 | 流動性s/50g | 氧(yang)含量(liang)% | 備注(zhu) |
Ni60 | 7.5284 | 1027 | 4.19 | 4.51 | 16.19 | 0.06~0.12 | 20爐平均值(zhi) |
12496 | 7.7939 | 1050 | 4.34 | 4.64 | 14.60 | 0.028~0.08 | 進口樣品測試 |
粉末中(zhong)的(de)(de)氧含量(liang)(liang)是(shi)檢(jian)驗粉末質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)重要(yao)指標(biao)之一。氧含量(liang)(liang)高的(de)(de)粉末，噴焊(han)層(ceng)渣量(liang)(liang)多、表(biao)面質(zhi)量(liang)(liang)差，因此要(yao)求(qiu)粉末具有較低的(de)(de)氧含量(liang)(liang)。一般來(lai)說，合金液(ye)中(zhong)的(de)(de)［O］含量是很低的，經分析其含量為0.0007％—0.0020％，因此可以認為粉末中的氧含量主要是合金液在霧化時二次氧化的結果。如果合金液中含有與氧親和力強的元素，那么氧含量會更高，而鋁就是這種元素，它的吸氧能力超過了B和Si元素。圖2 表明粉末中的氧含量與殘余鋁量的關系。
2、4 粒(li)度分布(bu)
采用GBl430—79規定的鐵粉粒度組成測試方法，對Ni 60粉、10009和12496粉進行篩分測試，比較見圖3。由圖可見研制的合金粉末的粒度分布與進口12496粉末相當。
2、5 粉末的熱膨脹系數
測得的Ni60熱膨膚系數與12496合金接近(見圖4)，兩種合金的熱膨脹系數都較低，并隨溫度升高，熱膨脹系數均增大。由此可見，工件在噴焊之前預熱是必要和重要的，通過預熱處理可使噴焊層合金與工件的熱膨脹系數接近，以避免噴焊層開裂、剝落。
2、6 熱(re)導(dao)率
合(he)金的熱導率亦(yi)是(shi)制訂粉末噴焊工藝的依(yi)據之一。采用(yong)T2型激光脈沖熱導儀測定合金熱導率。測得的Ni60熱導率與12496合金接近(見圖5)，且兩種合金的熱導率都較低，并隨溫度升高，熱導率均增大。由此可見，工件在噴焊后的冷卻方式很重要，保溫目的是減小噴焊層和工件之間的降溫速度，減小溫度梯度隊使噴焊層不開裂裂、剝落。
2、7 噴焊層的硬(ying)度
2、7、1常溫硬度
噴焊層硬度(du)采用HR－150AT型光學洛氏硬度計測定：由20爐Ni60試樣測試數據統計得出， Ni60上限成分焊層硬度HRc62、中限成分焊層硬度HRc59，下限成分焊層硬度HRc55,相同條件下測得12496試樣焊層硬度HRc58，可見兩者硬度沒有差別。
2、7、2 噴焊層高溫硬度
高溫硬(ying)度采用（日(ri)）VH—5B真空高溫維氏硬度計測定，Ni60和12496噴焊層的高溫硬度示于圖6。由圖6可見：2種合金粉末噴焊層的高溫硬度處于同一水平。
2、8 噴焊層的耐磨性
2、8、1 金屬(shu)間磨(mo)損
金屬間磨(mo)損(sun)采(cai)用(yong)斯可(ke)達快速磨(mo)損(sun)試(shi)驗機測(ce)定。測(ce)定時，載荷分別(bie)為5kg、10kg、15kg、20kg，轉速750r／min。用0.25磷酸三鈉冷卻，3000轉后測量磨損體積。試樣尺寸ф22 X 22 mm X l0 mm、焊(han)層厚度大于(yu)(yu)1 mm。對比材料(liao)為12496、淬火硬度為HRc60左右的(de)GCrl5和45號鋼。測試結果(guo)示(shi)于(yu)(yu)圖(tu)7。由圖(tu)7可(ke)見，12496和Ni的(de)焊(han)層的(de)耐磨性(xing)基(ji)本相同(tong)，均比GCrl5和45號鋼高4倍以上。
2、8、2 磨粒磨損
磨(mo)粒磨(mo)損采用(yong)Fargo橡膠輪磨粒磨損試驗機，對比材料為：鈷鉻鎢合金、高鉻鑄鐵、35CrMoAl和16Mn鋼,測試結果表明：Ni60合金磨失量是各對比材料的1／3～1／48，顯示了其優異的抗磨粒磨損性能。
2、9 噴(pen)焊層的抗高溫氧化性
參(can)照GB64－46標準進行抗高溫氧化(hua)性試驗(yan)，試樣尺(chi)寸：φ8mm X 3 mm,表面光潔(jie)度(du)1.6μm。試驗溫度650℃、750℃、850℃。氧化時間(jian)200h。每(mei)小時稱量一(yi)次，每(mei)一(yi)規范取兩(liang)只試樣的平均值。測試結果示于圖8；由(you)圖8可見，Ni60和12496焊層都具有(you)優良的抗氧化性，兩(liang)者差(cha)別木大(da)。在高溫條件予(yu)12496的噴(pen)焊層(ceng)抗氧化(hua)能力稍優。
三、應用
由(you)于(yu)Ni60合金粉末具有良好的耐磨、耐蝕、抗高溫氧化和高的硬度，必將在工業的各部門得到廣泛的應用，下列是已應用Ni60合金粉末取得一些效果：
(1)高爐風(feng)口直吹管座、噴嘴(zui)受(shou)1050～1100℃高溫磨(mo)蝕(shi)，采用(yong)Ni60噴焊預保護，比原先提高壽命4倍以上。
(2)水箱技絲機輪，采用軸(zhou)承鋼制造時使用壽(shou)命僅2～3星期(qi)，當改用在45號(hao)鋼表面噴
焊Ni60焊層材料制造后，其壽命比原先提高5倍以上，而且改善了鋼絲表面質量。
(3)φ600mm熱處理卷絲(si)輥筒，受鋼絲(si)強烈的勒(le)磨(mo)，壽(shou)命(ming)極短。采用Ni60噴焊固(gu)相滲透(tou)新工藝處理后，耐磨(mo)性能優異，比原先提高壽(shou)命(ming)20多倍。
(4)軋(ya)鋼廠輸送(song)輥(gun)(G輥(gun))，噴焊(han)Ni60表(biao)面強化預保護，比(bi)原先提高壽(shou)命(ming)4倍以(yi)上。
(5) φ180mm冷(leng)彎(wan)型鋼機組《2010紗窗料》成(cheng)型輥，噴焊Ni60后，從(cong)原(yuan)先只(zhi)能軋(ya)7t鋼材(cai)增加到可(ke)軋(ya)100t以上鋼材(cai)。
(6)采用Ni60噴焊軋鋼機滾動導衛、冷拔鋼管內模、90T剪刀片等后，其使用壽命部都比原先提高6倍(bei)以(yi)上(shang)。
此外，Ni60噴焊還用于軋鋼機齒輪、被動齒輪、軸承箱、泵套、風機葉片，刨床壓板、泵殼體、柱塞、活塞、農機部件，耐蝕件等零部件的修復和予保護，都取得良好的使用效果。
四、結語
（1） Ni60粉(fen)末采用廉(lian)價材料和(he)水霧化法制粉(fen)，成本低、價格便(bian)宜、噴焊工藝性(xing)能好。
（2） Ni60噴焊層具有優(you)良的(de)(de)(de)耐磨、耐蝕和抗(kang)氧化等(deng)綜合(he)性(xing)(xing)能，且具省(sheng)一定的(de)(de)(de)可加工性(xing)(xing)。用(yong)于零部件修(xiu)復和予保護。可提高零部件的(de)(de)(de)使用(yong)壽命幾(ji)倍到幾(ji)十(shi)倍。
（3） 研制(zhi)的Ni60合金粉末綜合性能性能達到和接近瑞士12496牌號水平、是一種十分理想的硬面粉末材料。
