[發(fā)明專利]一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110364330.5
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102352509A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王東生;周杏花
• 申請（專利權(quán)）人: 銅陵學(xué)院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務(wù)所 34116
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征在于：該方法包括下列步驟：

①對金屬基體進(jìn)行預(yù)處理；

②對納米團(tuán)聚體粉末進(jìn)行預(yù)置；

③預(yù)置層的激光熔覆處理；

④重復(fù)納米陶瓷材料的預(yù)置和激光熔覆處理過程，就得到厚陶瓷涂層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征是：所述的基體預(yù)處理為對基體表面進(jìn)行毛化處理并清洗干凈，毛化方法包括噴砂毛化、切削加工毛化及特種加工毛化中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征是：所述的陶瓷材料預(yù)置方式為化學(xué)粘結(jié)法或模壓法中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征是：所述的預(yù)置層的激光熔覆處理為在高功率激光器上且所使用的激光能量分布為通過積分鏡變換的類矩形光斑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征是：所述的激光熔覆層裂紋控制措施之一是在激光處理過程中對熔池溫度進(jìn)行閉環(huán)控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光多層熔覆制備厚納米陶瓷涂層的方法，其特征是：所述的激光熔覆層裂紋控制措施之二是在激光熔覆過程中采用專用保溫箱對試樣進(jìn)行預(yù)熱和緩冷處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征是：所述的激光熔覆層裂紋控制措施之三是在激光處理過程中在試樣下部放置超聲振動器對熔覆試樣進(jìn)行超聲振動。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征是：所述金屬基體為TiAl合金，所述納米團(tuán)聚體粉末為納米Al₂O₃-13%TiO₂粉末，所述制備納米厚陶瓷涂層的具體步驟是：

①將電火花線切割至一定尺寸的TiAl合金基體表面進(jìn)行打磨、除油、噴砂預(yù)處理；

②用模壓法制備熔覆薄片，在壓力機(jī)上把納米Al₂O₃-13%TiO₂粉末壓制成熔覆薄片；

③激光熔覆納米Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷涂層，熔覆時氬氣保護(hù)，在熔覆過程中，熔池閉環(huán)控制的溫度是2500?℃，另外用專用保溫箱對試樣進(jìn)行預(yù)熱和緩冷處理，預(yù)熱溫度是400?℃，此外在熔覆試樣下端放置超聲振動器，超聲振動的頻率是50?kHZ，控制熔覆陶瓷涂層裂紋的生成；

④采用多層激光熔覆的方法制備厚陶瓷涂層，即，重復(fù)步驟③八次，在TiAl合金表面制得厚納米Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷涂層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征是：所述金屬基體為TiAl合金，所述納米團(tuán)聚體粉末為納米ZrO₂-7%Y₂O₃粉末，所述制備納米厚陶瓷涂層的具體步驟是：

①將電火花線切割一定尺寸的TiAl合金基體表面進(jìn)行打磨、除油、噴砂預(yù)處理；

②用模壓法制備熔覆薄片，把納米ZrO₂-7%Y₂O₃粉末壓制成熔覆薄片；

③激光熔覆納米ZrO₂-7%Y₂O₃陶瓷涂層，熔覆時氬氣保護(hù)，在激光處理過程中熔池閉環(huán)控制溫度為3000?℃，另外用專用保溫箱對試樣進(jìn)行預(yù)熱和緩冷處理，預(yù)熱溫度是500?℃，此外在熔覆試樣下端放置超聲振動器，超聲振動的頻率是50?kHZ；

④采用多層激光熔覆的方法制備厚納米ZrO₂-7%Y₂O₃熱障陶瓷涂層，即，重復(fù)步驟③十二次，在TiAl合金表面制得了厚納米ZrO₂-7%Y₂O₃熱障陶瓷涂層。

10.根據(jù)權(quán)利要求5、8、9任一項所述的一種激光多層熔覆制備納米厚陶瓷涂層的方法，其特征是：所述的激光熔覆過程中熔池溫度閉環(huán)控制的具體過程為：采用紅外線測溫儀對熔池溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，測溫信號經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡處理后，傳給工控計算機(jī)，通過連接到工控計算機(jī)的控制卡控制激光功率調(diào)節(jié)器，進(jìn)而控制激光器的輸出功率和/或掃描速度，激光功率器采集激光器的功率信號并通過數(shù)據(jù)采集卡傳給工控計算機(jī)，實現(xiàn)對熔池溫度的閉環(huán)控制。