[發明專利]一種以預置片法進行激光多層熔覆制備復合涂層的方法

有效

• 申請號: 201611032558.3
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN107058999B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 趙龍志;吳浩;趙明娟;周穎;張堅
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 趙麗麗

本發明屬于激光熔覆高性能涂層技術領域，特別涉及一種以預置片法進行激光多層熔覆制備復合涂層的方法。該以預置片法進行激光多層熔覆制備復合涂層的方法包括如下步驟：A、對待基材表面進行預處理，清洗掉工件表面的銹蝕、油垢及灰塵，并干燥；B、粉末處理：將待制成預置片的粉末置于真空干燥箱中，在80℃下烘干24h，平鋪在鋪有平整T300斜紋碳纖維布的夾具凹槽平板內，均勻噴灑粘結劑溶液形成均勻水層；C、將步驟B中預處理的預置片連同凹槽平板平穩放置在真空干燥箱中，在75?90℃下真空加熱硬化4h；D、激光熔覆：將步驟C中制備的預置片放置于基材設定位置，在保護氣氛下進行多層熔覆，使其與基材結合形成一定厚度的熔覆層。

技術領域

本發明屬于激光熔覆高性能涂層技術領域，特別涉及一種以預置片法進行激光多層熔覆制備復合涂層的方法。

背景技術

激光熔覆是一種新型的覆層技術，涉及到光、機、電、材料、檢測與控制等多門學科，是激光先進制造技術最重要的核心技術之一。由于該技術制備的熔覆層可以顯著改善基體表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗高溫氧化和抗疲勞等綜合性能，從而達到表面改性或修復的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節約了大量的貴重元素。與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多等優點。很多國家的研究人員針對激光熔覆涉及到的關鍵技術進行了系統的研究，并已取得了重大的進展。

目前激光熔覆的主要應用是提高材料的耐磨性和耐腐蝕性，即在材料表面熔覆一層具有特殊性能的合金層，以改變母材表面性能。但以往對激光熔覆的研究，大多注重單道熔覆層的性能和工藝，很少有多層激光熔覆研究的報道.隨著激光熔覆技術在工業化生產中的應用，單道熔覆層已經不能滿足工業化生產的要求，迫切需要多層大厚度熔覆層。

激光多層熔覆是指在原熔覆層上預涂覆合金粉末，或直接送粉，再重復一次或多次熔覆的工藝過程。由于激光單道熔覆層對于確定的激光工藝參數，只能達到一定的極限厚度，所以，通過需多次熔覆來增加熔覆層的厚度、快速零件制造或制備梯度功能新材料，到目前為止，多層激光熔覆的技術開發與應用還未制備實質進展。

發明內容

針對現有激光熔覆方法在熔覆過程中不能連續制備多層的熔覆層，試驗效率低，不能控制預置粉末厚度以及不能解決上一層熔覆缺陷“遺傳”到下一層等缺陷，本發明提供了一種可以推廣的制備多層熔覆層的方法。所述的預置片法進行激光多層熔覆的方法可控制預置層厚度、對粉末種類和粉末粒度適應性強、試驗生產中可形成多層的熔覆層，效率高，可以解決熔覆缺陷“遺傳”到下一層的問題。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種以預置片法進行激光多層熔覆制備復合涂層的方法，包括如下步驟：

A、對待基材表面進行預處理，清洗掉工件表面的銹蝕、油垢及灰塵，并干燥；

B、粉末處理：將待制成預置片的粉末置于真空干燥箱中，在80℃下烘干24h，平鋪在鋪有平整T300斜紋碳纖維布的夾具凹槽平板內，均勻噴灑粘結劑溶液形成均勻水層；

C、將步驟B中預處理的預置片連同凹槽平板平穩放置在真空干燥箱中，在75-90℃下真空加熱硬化4h，去除凹槽平板，即得到所需的預置片，并放置在真空干燥環境下保存；

D、激光熔覆：將步驟C中制備的預置片放置于基材設定位置，并用膠帶固定，在保護氣氛下熔融，使其與基材結合，待其熔覆結束后，用氮氣噴槍清理熔覆層表面，再將下一塊預置片放置在原先設定位置，重復上述步驟，制備所需的功能材料。

進一步的，在步驟D中激光熔覆層的表面不平整時，對基材通過補粉裝置進行補粉處理，將基材放置在補粉裝置上，補粉裝置包括補粉臺和蝸桿結構，補粉臺外部設有外圈，通過蝸桿結構調整補粉臺與外圈的垂直距離使放置在補粉臺中熔覆層最高處與外圈平齊，將粉末填充至基材的凹陷處，使粉末與外圈平齊，再用平整的T300斜紋碳纖維布覆蓋在基材的表面后，進行激光熔覆。