[發(fā)明專利]一種同波長(zhǎng)雙光束窄斑激光快速熔覆的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110352255.0
• 申請(qǐng)日: 2011-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN102409338A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周圣豐;戴曉琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

1.一種同波長(zhǎng)雙光束窄斑激光快速熔覆的方法，其特征是方法步驟為：

（1）對(duì)基材表面進(jìn)行除銹、除油、清洗與噴砂處理；

（2）采用具有定分光比的激光分束鏡將波長(zhǎng)為1.06μm的Nd:YAG激光束分成兩束激光，經(jīng)聚焦后作用于基材表面，基材可以為碳鋼、合金鋼、鑄鐵；

（3）第一束激光為預(yù)熱激光束，主要用于對(duì)基材表面進(jìn)行預(yù)熱處理，提高基材對(duì)第二束激光的吸收率，預(yù)熱的溫度為200~950℃，第二束激光為熔覆激光束，主要用于熔化基材表面形成熔池與熔化合金粉末，并作用于基材表面且位于第一束激光運(yùn)動(dòng)方向的后面，其中，激光器的功率為0.5~8?kW，分成兩束激光后，預(yù)熱激光束的功率為0.15~3.2?kW，熔覆激光束的功率為3~5.6?kW，兩束激光經(jīng)聚焦后在基材表面的光斑直徑為1.2~2?mm；

（4）利用自動(dòng)送粉器的粉末噴嘴將合金粉末吹入第二束激光在基材表面形成的熔池內(nèi)，熔化后在基材表面鋪展開，當(dāng)?shù)诙す膺\(yùn)動(dòng)移開后，熔融層快速凝固并結(jié)晶形成涂層，其中，激光掃描速度為0.8~25?m/min，粉末流量為10~60?g/min，粉末噴嘴與熔覆激光束的夾角為30~50°，與基材表面的垂直距離為6~10?mm，粉末粒度為－180~＋320目；

（5）當(dāng)激光熔覆完一道之后，沿激光掃描速度的垂直方向移動(dòng)數(shù)控機(jī)床，其移動(dòng)的距離為激光光斑直徑的80~40%；

（6）檢測(cè)涂層的厚度是否達(dá)到預(yù)期的厚度要求，如果沒有，重復(fù)步驟（2）－（5），直到涂層達(dá)到所要求的厚度；否則，工作結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同波長(zhǎng)雙光束窄斑激光快速熔覆的方法，其特征是在進(jìn)行所述的步驟（2）時(shí)，激光分束鏡為雙面拋光的K9玻璃或浮法玻璃或紫外石英玻璃，分光比為30%：70%與40%：60%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同波長(zhǎng)雙光束窄斑激光快速熔覆的方法，其特征是在進(jìn)行所述的步驟（3）時(shí)，第二束激光作用于第一束激光運(yùn)動(dòng)方向的后面，從而控制兩束激光在基材表面的光斑中心間距為2~7?mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同波長(zhǎng)雙光束窄斑激光快速熔覆的方法，其特征是在進(jìn)行所述的步驟（4）時(shí)，合金粉末為摻入有0~90?wt.%的強(qiáng)化相顆粒的Ni基、Co基、Fe基與Cu基合金粉末，其中強(qiáng)化相顆粒為碳化物如WC、SiC與TiC，硼化物如TiB₂與CrB₂，硅化物如MoSi₂與WSi₂，氧化物如Al₂O₃，ZrO₂，金屬間化合金物FeAl、NiAl與TiAl等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同波長(zhǎng)雙光束窄斑激光快速熔覆的方法，其特征是在進(jìn)行所述的步驟（5）時(shí)，將數(shù)控機(jī)床沿激光掃描速度的垂直方向移動(dòng)激光光斑直徑的80~40%m，從而控制連續(xù)兩道次間的搭接率40~80%。