[發明專利]熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法

有效

• 申請號: 201811485785.0
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109468572B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 覃恩偉;陸海峰;尹嵩;潘晨陽;黃騫;王博;魏少翀;吳樹輝
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/18;C23C4/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;都春燕

1.一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）對待噴涂工件的表面進行清潔去污處理；

（2）將熱噴涂噴槍與激光器并行排列，熱噴涂噴槍與激光器朝向所述待噴涂工件的表面且以100-400mm/s的速度協同移動，噴涂形成涂層的同時對涂層進行激光輻照，通過原位重熔實現涂層加熱及冷卻固化；激光功率為1.5-3kW，聚焦距離為310-350mm；

（3）每道次間重疊率為45-65%，多次沉積形成所需涂層；

步驟（2）中激光輻照的能量大于能量密度門檻值Q，所述能量密度門檻值Q按如下公式進行計算，Q=27.5×at^0.5T_m/k，式中，Tm為涂層熔點、k為熱導率、t為涂層厚度、a為激光吸收系數。

2.根據權利要求1所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：熱噴涂采用超音速火焰噴槍，以高壓丙烷為燃氣，以高壓空氣為助燃氣體，丙烷壓力為0.6-0.8MPa，空氣壓力為0.9-1.2MPa。

3.根據權利要求1所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：所述熱噴涂噴槍與所述激光器之間的夾角為20-30度且所述熱噴涂噴槍與所述激光器分別朝向兩側傾斜，所述熱噴涂噴槍與待噴涂工件的表面之間的距離為250-280mm，與水平方向呈80-85度；所述激光器與水平方向呈70-75度角傾斜。

4.根據權利要求1所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：所述熱噴涂噴槍與所述激光器分別固定在機械臂上并隨機械臂同步行走。

5.根據權利要求1所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：所述激光器為半導體激光器，所述激光器的發生器與光學機構一體，激光為連續激光，波長980nm。

6.根據權利要求1所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：涂層材料包括金屬合金材料和金屬-陶瓷復合材料。

7.根據權利要求6所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：所述金屬合金材料包括鐵基合金、鎳基合金和鈷基合金；所述金屬-陶瓷復合材料包括WC-Co系和Cr₃C₂-NiCr系材料。

8.根據權利要求1所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：步驟（1）中，采用酒精或丙酮對所述待噴涂工件的表面進行清潔去污；當所述待噴涂工件的表面有銹斑時，采用酸洗或噴砂清潔。

9.根據權利要求1所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：步驟（3）中，沉積次數為10-20次。

10.根據權利要求1所述的一種熱噴涂/激光復合增材再制造系統制備涂層的方法，其特征在于：還包括步驟（4），對步驟（3）得到的涂層對其表面進行研磨拋光或手工打磨處理。