[發明專利]激光熔注用高分散強粘附可透光微細顆粒預置層涂覆方法

有效

• 申請號: 201610066435.5
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105603419B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 王宏宇;袁曉明;周建忠;劉桂玲;胥保文;黃舒;崔萬里;闞鵬;汪涵;趙前
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種微細顆粒預置層涂覆方法，尤其是一種激光熔注用微細顆粒預置層涂覆方法，具體地說是一種激光熔注用高分散強粘附可透光微細顆粒預置層涂覆方法。

背景技術

激光熔注技術是近年來備受關注的一種顆粒增強表面改性技術。其基本原理是：在利用高能量密度激光加熱改性工件表面使其形成熔池的同時，將增強顆粒引入改性工件表面熔池，冷凝后在改性工件表面形成顆粒增強表面層，從而實現提高工件的耐磨性、耐蝕性等性能。激光熔注與其他激光表面改性技術的不同在于，其更側重于加熱基體。目前，在激光熔注過程中粉體的引入主要依靠送粉器。然而，現有送粉器在輸送微細粉體（粒徑小于10微米的粉體）方面尚不夠成熟，存在容易堵塞粉管等問題，極大地限制了微細粉體在激光熔注中應用。可以說，預置法是目前激光熔注微細粉體較為合適的粉體引入方法。

然而，以預置法進行激光熔注微細粉體目前存在以下幾個方面問題尚未得到有效解決。其一，微細粉體由于其顆粒粒徑很小，極容易發生團聚現象，造成微細粉體許多優異的改性特性得不到充分發揮；其二，微細顆粒預置層與待改性材料表面粘附性差，在激光熔注過程中不僅極易脫離待改性材料表面而且還會帶來粉塵污染等問題；其三，預置層顆粒幾乎完全覆蓋了改進材料表面，在高能量密度激光的作用下，微細顆粒被熔化使得顆粒增強效果不明顯。據申請人所知，正是由于這些問題的存在，制約了微細粉體這一優異改性材料在激光熔注顆粒表面改性技術中的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是針對目前以預置法進行激光熔注微細粉體存在著的諸多問題，發明一種激光熔注用高分散強粘附可透光微細顆粒預置層涂覆方法，以促進微細粉體這一優異改性材料在激光熔注表面改性技術中的廣泛應用。

本發明的技術方案是：

一種激光熔注用高分散強粘附可透光微細顆粒預置層涂覆方法，其特征是它包括以下步驟：

第一步，將微細粉體制成微細顆粒含膠漿料。在微細顆粒含膠漿料中，微細顆粒占漿料質量分數為5-15%，粘結劑占漿料質量分數為3-10%，分散劑占漿料質量分數不大于1%，余量為乙醇或乙醇與水的混合溶液。

第二步，預熱待改性工件并涂覆微細顆粒含膠漿料。將待改性工件預熱至150-180℃后，將微細顆粒含膠漿料涂覆在已預熱后的待改性工件表面。

第三步，干燥固化預置層。將涂覆好微細顆粒含膠漿料的待改性工件，置于干燥設備中進行干燥固化。

第四步，重復第二、三步，直至預置層厚度達到要求。

所述微細顆粒含膠漿料，靜置不產生沉淀即保持微細顆粒高分散穩定懸浮的時間不低于1個月。

所述預熱待改性工件的方法為將工件置于干燥箱或加熱爐中進行預熱、將待改性工件通電產生電阻熱進行預熱、將待改性工件置于專用裝置中進行預熱中的一種或是幾種的組合。

所述微細顆粒含膠漿料涂覆所采用的方法是刷涂、浸涂或噴涂中的一種。

所述干燥設備最好是真空干燥設備。

所述干燥固化的干燥溫度為120-150℃。

本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術實現。

本發明的有益效果：

（1）采用本發明涂覆方法所制備的預置層，通過控制預置層中粘結劑和微細顆粒的含量，使得預置層干燥固化后呈半透明狀具有透光性，保證了一部分激光束可直接透過預置層到達待改性工件表面，對激光熔注顆粒增強表面改性技術具有很好的適應性。

（2）采用本發明涂覆方法所制備的預置層，微細顆粒以高分散特征彌散分布在預置層中且預置層厚度均勻；通過控制含膠漿料中微細顆粒占比和預置層厚度可實現微細顆粒的定量引入，較好地解決了激光熔注微細粉體的精細引入問題。

（3）采用本發明涂覆方法所制備的預置層，預置層與待改性材料表面粘附性好。在激光熔注過程中，即使是在大流量保護氣體作用下都不會產生預置層的損壞，更不會產生掉渣，掉粉等問題。

（4）本發明涂覆方法簡便易行，通過預熱等措施使得待改性工件表面在短時間內即可形成一薄層粘附性好的預置層，從而提高了涂覆過程中的涂覆可靠性并增強了預置層的粘附性。

（5）本發明涂覆方法不受待改進工件尺寸、形狀及重量的限制，可適于形狀復雜、結構細小表面的微細顆粒預置層涂覆，具有很強的工程適用性。

附圖說明

圖1是本發明涂覆方法示意圖。

圖2是采用本發明涂覆方法在載玻片上涂覆微細氧化釔顆粒的實物圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。