[發明專利]一種TiBw-Ti復合層及其激光原位制備方法

有效

• 申請號: 201910166080.0
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109989059B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 林英華;林振衡;陳慶堂;唐群華;雷永平
• 申請（專利權）人: 莆田學院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22F1/18
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 王睿

1.一種TiBw-Ti復合層，其特征在于，所述復合層自上而下包括熔覆層和熔化層，

所述熔覆層中含有α-Ti晶粒和TiBw晶粒，所述α-Ti晶粒與TiBw晶粒為界面共格結構，TiBw晶粒的面積分數為40％～60％，α-Ti晶粒的粒徑為0.1～1μm，

所述熔化層中含有α-Ti晶粒和TiB₂晶粒，所述TiB₂晶粒的面積分數為20％～40％，Ti晶粒的粒徑為1～3μm；

所述TiBw-Ti復合層采用激光原位制備方法，包括以下步驟：

(1)將原料TiB₂粉與Ti粉混合均勻后置于同軸送粉器中，將基板置于密閉加工室并充入氬氣，所述原料中TiB₂粉與Ti粉的質量比為(6～3):1；

(2)開啟同軸送粉器，送粉量為10～30g/min，稀釋率為50％～150％，向加工室內輸送TiB₂與Ti的混合粉，并同步開啟激光束流熱源，激光束功率為2.0～2.6kW，掃描速度為5～6mm/s，送粉率為5～25g/min，在基板表面制備熔化層，得到的熔化層厚度為1.6～2.1mm；

(3)調控激光能量密度，激光束功率為1.0～1.3kW、掃描速度為8～11mm/s，使熔化層頂部至鄰近中部位置發生重熔，在熔化層表面制備重熔層，得到的重熔層厚度為0.8～1.0mm；

(4)調控激光能量密度，并對基板進行加熱，控制重熔層表面溫度為250～350℃，預熱3min后進行激光淬火，使重熔層與熔化層內殘余的β-Ti轉變為α-Ti，得到α-Ti與TiBw為界面共格結構的復合層；

所述激光淬火的工藝參數為：激光束功率為0.5～0.6kW、掃描速度為7～8mm/s，在感應加熱與激光協同作用下，熔覆層表面溫度為885～1250℃；得到的熔覆層厚度不超過重熔層厚度的2/3。

2.根據權利要求1所述的TiBw-Ti復合層，其特征在于，所述熔覆層與熔化層的厚度比為(1～2):1。

3.根據權利要求2所述的TiBw-Ti復合層，其特征在于，所述熔覆層與熔化層的厚度比為1:1。

4.根據權利要求1所述的TiBw-Ti復合層，其特征在于，所述熔覆層中，所述TiBw晶粒的形態呈細針狀和粗針狀，細針直徑為300～600nm，粗針大小為1～3μm。

5.根據權利要求1所述的TiBw-Ti復合層，其特征在于，所述TiB₂粉的粒徑為0.5～150μm，Ti粉的粒徑為1～200μm。

6.根據權利要求5所述的TiBw-Ti復合層，其特征在于，所述基板的材質為鈦合金。