[發(fā)明專利]激光反應(yīng)熔覆VC-TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811580275.1
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109402629A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳浩天;房海濤;費(fèi)孝順;馮澤林;高旭;陸敏;李文戈;趙遠(yuǎn)濤;尹莉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海萬澤精密鑄造有限公司;上海海事大學(xué)
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 北京迎碩知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11512
• 代理人: 張群峰

本發(fā)明提供一種激光反應(yīng)熔覆VC?TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料及其制備方法，其中，激光反應(yīng)熔覆VC?TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備方法包括：S1，選擇金屬材料作為基體，對所述基體表面進(jìn)行打磨，清洗；S2，在打磨清洗后的所述基體表面設(shè)置一層打底熔覆層；S3，配置熔覆粉末，所述熔覆粉末中含有摩爾比為1:1:2的Ti、V以及C；S4，將所述熔覆粉末與有機(jī)粘結(jié)劑進(jìn)行混合，并涂覆于所述打底熔覆層表面以形成預(yù)置涂層；S5，以激光束作為熱源，對設(shè)置有所述預(yù)置涂層的基體進(jìn)行激光熔覆處理以形成VC?TiC陶瓷熔覆層，得到所述VC?TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種激光反應(yīng)熔覆VC-TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，人們對于材料的要求和性能越來越高，傳統(tǒng)單一的勻質(zhì)材料已難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。由于零部件的破壞往往從表面開始，表面的局部破壞又會導(dǎo)致零件的整體失效。

針對該情況，早在上世紀(jì)80年代末，美國商業(yè)部就將表面工程技術(shù)列為影響21世紀(jì)人類生活的七大關(guān)鍵技術(shù)之一，與生命科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)并列。

近年來，我國也非常重視激光表面工程技術(shù)，此技術(shù)的出現(xiàn)拓寬了表面改性技術(shù)的領(lǐng)域，尤其是在制備抗磨損熔覆層方面表現(xiàn)出了極大潛力，成為了表面工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

激光熔覆英文名為Laser cladding，也稱激光涂覆，通過在基材表面添加熔覆材料，利用高能量密度激光束將不同成分和性能的合金與基材表層快速熔化，且在基材表面形成與基材具有完全不同成分和性能的熔覆層。作為激光表面改性技術(shù)之一的激光熔覆技術(shù)，適合于各類金屬的表層改性和修復(fù)。激光熔覆技術(shù)能保持原涂層成分，僅在重熔區(qū)與基體的交界處存在很有限的相互擴(kuò)散區(qū)，而此擴(kuò)散區(qū)正是實(shí)現(xiàn)熔覆層與基體的冶金結(jié)合所必須的。同時，激光熔覆技術(shù)能把高性能的熔覆粉末涂覆于普通基體材料表面，從而獲得優(yōu)異特性的表面熔覆層，如耐熱、耐蝕、耐磨、抗沖擊等優(yōu)良性能的熔覆層。然而現(xiàn)有的零部件因其表面熔覆材料的單一，使得應(yīng)用激光熔覆技術(shù)的修復(fù)零部件的過程中零部件表面經(jīng)常會出現(xiàn)裂紋、涂層不均勻等問題。因此，開發(fā)耐熱、耐蝕、耐磨、高硬度、力學(xué)性能好的新型復(fù)合材料是勢在必行的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種激光反應(yīng)熔覆VC-TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明還提出一種根據(jù)上述激光反應(yīng)熔覆VC-TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備方法制得的激光反應(yīng)VC-TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的激光反應(yīng)熔覆VC-TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1，選擇金屬材料作為基體，對所述基體表面進(jìn)行打磨，清洗；

S2，在打磨清洗后的所述基體表面設(shè)置一層打底熔覆層；

S3，配置熔覆粉末，所述熔覆粉末中含有摩爾比為1:1:2的Ti、V以及C；

S4，將所述熔覆粉末與有機(jī)粘結(jié)劑進(jìn)行混合，并涂覆于所述打底熔覆層表面以形成預(yù)置涂層；

S5，以激光束作為熱源，對設(shè)置有所述預(yù)置涂層的基體進(jìn)行激光熔覆處理以形成VC-TiC陶瓷熔覆層，得到所述VC-TiC陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，步驟S5中，所述激光的掃描速度為1.0mm/s～2.0mm/s。

優(yōu)選地，所述激光的掃描速度為1.5mm/s。

優(yōu)選地，所述激光束的激光功率為2500W，離焦量為20mm，矩形光斑尺寸為6mm×1.5mm。