[發明專利]一種Cu-Cr合金基材表面層中Cr相粒子均勻彌散化方法在審
| 申請號： | 201811267433.8 | 申請日： | 2018-10-29 |
| 公開（公告）號： | CN109280867A | 公開（公告）日： | 2019-01-29 |
| 發明（設計）人： | 虞鋼;張犁天;鄭彩云;何秀麗;李少霞;寧偉健 | 申請（專利權）人： | 中國科學院力學研究所 |
| 主分類號： | C22F1/08 | 分類號： | C22F1/08 |
| 代理公司： | 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390 | 代理人： | 胡劍輝 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基材 激光參數調整 原位合金化 常規激光 激光原位 連續激光 表面層 彌散 粒子 掃描 惰性氣體保護 成分配比 電學性能 工作平臺 合金基材 基材表面 力學性能 彌散分布 掃描方式 水平旋轉 顯微組織 次掃描 合金化 拉伸 打磨 偏離 清潔 | ||
1.一種Cu-Cr合金基材表面層中Cr相粒子均勻彌散化方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟100，選擇Cr含量在20～60wt.％的Cu-Cr合金基材，對其表面進行打磨和清潔；
步驟200，將處理后的Cu-Cr合金基材放置在惰性氣體保護倉內的工作臺上，且工作臺位于激光原位設備的工作區內；
步驟300，將激光原位設備的激光參數調整至小于常規激光原位合金化時參數的1/3，對Cu-Cr合金基材進行一次連續激光掃描，以增加Cu-Cr合金基材的表面粗糙度至2.5～4μm，此時Cu-Cr合金基材表面層中的Cr相粒子形狀為半融的條狀；
步驟400，將激光原位合金化的工作平臺進行水平旋轉，將激光參數調整至大于常規激光原位合金化時參數的1/3后，以偏離第一次掃描軌跡的掃描方式對Cu-Cr合金基材進行二次連續激光掃描，此時Cu-Cr合金基材中的Cr粒子形狀為全融后的球狀。
2.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
所述步驟200中惰性氣體保護倉內的氧和氮含量小于50ppm。
3.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
所述打磨后Cu-Cr合金基材的表面粗糙度為1～2μm；第一次激光掃描后所述Cu-Cr合金基材的表面粗糙度增加至2.5～4μm。
4.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
所述將激光原位設備的激光參數調整至小于常規激光原位合金化時參數的1/3的具體數值為：功率密度：1×102MW/m2～1×103MW/m2，掃描速度：5～7m/min，搭接率：20％～60％，波長為0.8～2μm。
5.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
所述將激光參數調整至大于常規激光原位合金化時參數的1/3的具體數值為：功率密度：6×104MW/m2～1×105MW/m2，掃描速度為8～10m/min，搭接率：20～60％，波長：0.8～2μm。
6.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
在第一次和第二次掃描時，通過對Cu-Cr合金基材的水冷和激光掃描條件的配合使熔池的冷卻速度達到105～106K/s。
7.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
在二次激光掃描過程中，激光束采用遞進式掃描方式，使熔池由掃描方向向未掃描方向產生溫度梯度，利用溫度梯度引起的表面張力在熔池中形成對流以強化Cr粒子的彌散。
8.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
第一次激光掃描時的Cu-Cr合金基材表面的熔化層厚度≤60μm；第二次激光掃描時的熔化層厚度為第一次熔化層厚度的1～1.5倍。
9.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
第一次激光掃描時熔池中的溫度>Cu的熔點且<Cr的熔點，第二次激光掃描時熔池中的溫度>Cr的熔點。
10.根據權利要求1所述的均勻彌散化方法，其特征在于，
經過第二次激光掃描后的Cu-Cr合金基材表面層的合金硬度≥190～230HV0.25。
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