[發(fā)明專利]一種熱處理輔助激光熔覆方法

有效

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• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108359981B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 簡明德;孔令華;練國富;雷鵬達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 福建工程學(xué)院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C21D1/00;C21D11/00
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專利事務(wù)所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王美花

本發(fā)明提供一種熱處理輔助激光熔覆方法，包括如下步驟：步驟10、基體表面預(yù)處理后將預(yù)置層放置在基體上，將放有預(yù)置層的基體放置于熱處理爐的工作臺中；步驟20、關(guān)閉熱處理爐的蓋子形成密閉空間，熱處理爐按每分鐘至多上升10℃的速率對熱處理爐的爐內(nèi)溫度進(jìn)行升溫，直至達(dá)到熱處理爐的預(yù)設(shè)爐內(nèi)溫度；步驟30、打開熱處理爐的蓋子，用激光器對準(zhǔn)基體上放置的預(yù)置層進(jìn)行激光熔覆；步驟40、關(guān)閉熱處理爐的蓋子形成密閉空間，完成激光熔覆的基體在熱處理爐中冷卻至室溫；步驟50、取出已激光熔覆完成的基體；本發(fā)明在于提供一種克服激光快速加熱、快速冷卻過程中裂紋敏感性大的缺點，提供一種高效、操作簡便、環(huán)保的一種熱處理輔助激光熔覆方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光熔覆領(lǐng)域，特別指一種熱處理輔助激光熔覆方法。

背景技術(shù)

熱處理是指金屬材料在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，改變材料表面或內(nèi)部的化學(xué)成分與組織，獲得所需性能的一種金屬熱加工工藝。常見的熱處理包括：正火、退火、回火以及淬火，以退火為例。退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。準(zhǔn)確的說，退火是一種對材料的熱處理工藝。

激光熔覆技術(shù)是指以不同的添料方式在被涂敷基體表面上放置選擇的涂層材料，經(jīng)高能激光束使之和基體表面-薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低，與基體材料成冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化性等的工藝。

激光熔覆作為表面工程技術(shù)領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，因其具有界面為冶金結(jié)合、組織極細(xì)、預(yù)置層稀釋率地，厚度可控、熱畸變小等諸多獨特的優(yōu)點，已成為比較活躍的研究領(lǐng)域。但其缺點在于激光熔覆是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)及冶金過程，基體與預(yù)置層在快速加熱和快速冷卻以及熔化凝固過程中極易產(chǎn)生拉應(yīng)力，裂紋敏感性大大提高，使熔覆層(預(yù)置層與基體激光熔覆完成后，稱為熔覆層)產(chǎn)生裂紋，而且生成氣孔。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種克服激光快速加熱、快速冷卻過程中裂紋敏感性大的缺點，提供一種高效、操作簡便、環(huán)保且不影響激光熔覆的一種熱處理輔助激光熔覆方法。

本發(fā)明具體包括如下步驟：

一種熱處理輔助激光熔覆方法，包括如下步驟：

步驟10、基體表面預(yù)處理后將預(yù)置層放置在基體上，將放有預(yù)置層的基體放置于熱處理爐的工作臺中；

步驟20、關(guān)閉熱處理爐的蓋子形成密閉空間，熱處理爐按每分鐘至多上升10℃的速率對熱處理爐的爐內(nèi)溫度進(jìn)行升溫，直至達(dá)到熱處理爐的預(yù)設(shè)爐內(nèi)溫度；

步驟30、打開熱處理爐的蓋子，用激光器對準(zhǔn)基體表面以及基體上放置的預(yù)置層進(jìn)行激光熔覆，激光熔覆完成后基體表面形成熔覆層；

步驟40、關(guān)閉熱處理爐的蓋子形成密閉空間，完成激光熔覆的基體在熱處理爐中冷卻至室溫；

步驟50、取出已激光熔覆完成的基體。

優(yōu)選地，還包括步驟21、達(dá)到熱處理爐的預(yù)設(shè)爐內(nèi)溫度后，在此溫度保持至少一小時。

優(yōu)選地，還包括步驟41、完成激光熔覆的基體在熱處理爐中冷卻至室溫后再進(jìn)行正火、退火、回火或淬火的熱處理過程。

優(yōu)選地，所述步驟40、完成激光熔覆的基體的熔覆層冷卻溫度控制在每分鐘下降5℃-10℃范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述步驟20、熱處理爐的預(yù)設(shè)爐內(nèi)溫度按照能夠?qū)崿F(xiàn)基體表面軟化的溫度進(jìn)行設(shè)置。

優(yōu)選地，所述步驟20、熱處理爐按每分鐘上升5℃-10℃的速率對熱處理爐的爐內(nèi)溫度進(jìn)行升溫。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：