[發明專利]絲粉同步送進激光沉積制備鋁基復合材料構件的方法

有效

• 申請號: 201410620695.3
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104313571A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李福泉;張陽;陳彥賓;雷正龍;高振增
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B23K26/342
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.絲粉同步送進激光沉積制備鋁基復合材料構件的方法，其特征在于絲粉同步送進激光沉積制備鋁基復合材料構件的方法是按以下步驟完成的：

一、表面預處理：對表面不平整的鋁板用砂紙進行打磨，并用丙酮去除油污，然后用化學試劑清洗，得到預處理后的鋁板；

二、增強相顆粒的預處理：將增強相顆粒置于溫度為100℃～150℃的烘干爐中，烘干1h～2h，得到預處理后的增強相顆粒；

三、旁軸送粉沉積：利用送絲機進行焊絲的送進，利用顆粒送粉裝置進行預處理后的增強相顆粒的送給，結合送絲機、顆粒送粉裝置及波長為1.06μm的光纖激光器對預處理后的鋁板進行激光沉積，并利用自動化機器人控制光纖激光器的激光頭、送絲機及顆粒送粉裝置的運動，設置光纖激光器的激光輸出功率為W₁＝1kW～3kW，掃描速度為0.002m/s～0.007m/s，激光采用正離焦，激光束光斑直徑為2mm～4mm，采用同軸氬氣保護，保護氣流量為5L/min～10L/min，設置顆粒送粉裝置的送粉率為100mg/s～200mg/s，顆粒送粉裝置的粉頭與水平面的傾角為45°～60°，送粉載氣流量為5L/min～10L/min，送絲方式為光前送絲，設置送絲機的送絲速度為20cm/min～80cm/min，送絲與水平面的角度為5°～20°，即得到激光沉積層；

四、旁軸送粉疊層沉積：①、利用送絲機進行焊絲的送進，利用顆粒送粉裝置進行預處理后的增強相顆粒的送給，結合送絲機、顆粒送粉裝置及波長為1.06μm的光纖激光器對激光沉積層進行疊層激光沉積，并利用自動化機器人控制光纖激光器的激光頭、送絲機及顆粒送粉裝置的運動，設置光纖激光器的激光輸出功率為W₂，所述的W₁-W₂＝100W～300W，掃描速度為0.002m/s～0.007m/s，激光采用正離焦，激光束光斑直徑為2mm～4mm，采用同軸氬氣保護，保護氣流量為5L/min～10L/min，設置顆粒送粉裝置的送粉率為100mg/s～200mg/s，顆粒送粉裝置的粉頭與水平面的傾角為45°～60°，送粉載氣流量為5L/min～10L/min，送絲方式為光前送絲，設置送絲機的送絲速度為20cm/min～80cm/min，送絲與水平面的角度為5°～20°；②、進行步驟四①一次或一次以上，即得到絲粉同步送進激光沉積制備的鋁基復合材料構件。

2.根據權利要求1所述的絲粉同步送進激光沉積制備鋁基復合材料構件的方法，其特征在于步驟一中所述的鋁板為鋁或鋁合金基材；步驟三中所述的焊絲與步驟一中所述的鋁板為同材質；步驟四①中所述的焊絲與步驟一中所述的鋁板為同材質。

3.根據權利要求1所述的絲粉同步送進激光沉積制備鋁基復合材料構件的方法，其特征在于步驟一中所述的化學試劑清洗具體步驟如下：在溫度為40℃～60℃下，使用質量分數為6％～10％的NaOH水溶液堿洗5min～20min，然后用清水沖洗干凈，再放入質量分數為30％的HNO₃溶液中浸漬5min～20min，取出用清水沖洗凈吹干表面水痕，最后將化學試劑清洗后的鋁板放入溫度為80℃～150℃的烘干箱中烘干1h～2h備用。

4.根據權利要求1所述的絲粉同步送進激光沉積制備鋁基復合材料構件的方法，其特征在于步驟二中所述的增強相顆粒為陶瓷粉末材料。

5.根據權利要求1所述的絲粉同步送進激光沉積制備鋁基復合材料構件的方法，其特征在于步驟二中所述的增強相顆粒的顆粒平均尺寸為50μm～100μm。