[發(fā)明專利]一種冰刀涂層及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010003374.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-02
• 公開（公告）號(hào): CN111155081A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜菲菲;王若思;李雪辰;史金鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)中鈦裝備制造有限公司
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;C22C14/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 盛大文

本發(fā)明涉及一種冰刀涂層及其制備方法，將鈦合金激光熔敷粉末在基材上經(jīng)激光熔敷制備而成，所述鈦合金激光熔敷粉末為立方碳化硼與鈦合金的混合粉末，所述基材為鈦合金冰刀基材。本發(fā)明采用脈沖激光熔敷系統(tǒng)將鈦合金混合粉末熔敷于鈦合金基體表面，通過(guò)原位自生成完整TiC及TiB網(wǎng)絡(luò)骨架，提高鈦合金的耐磨性，且冰刃HRC值在60HRC以上，能夠完全滿足冰刀的硬度要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能性玻璃和夾層玻璃技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種冰刀涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

冰刀刀片材質(zhì)一般選用高速鋼、彈簧鋼、不銹鋼等優(yōu)質(zhì)鋼種，其剛度一般能夠滿足使用要求，冰刀的失效一般表現(xiàn)為刀刃的失效。

有研究人員將冰刀刀刃的失效歸納為鈍刃、卷刃、豁刃(崩刃)、偏刃和脊刃等幾種方式。其中鈍刃、偏刃和脊刃的成因是由于冰刀刃口表面耐磨性能較差，刀刃不能承受與冰面之間較長(zhǎng)時(shí)間的高速摩擦而逐漸磨損導(dǎo)致的失效；另外，偏刃和脊刃的形成還有可能是刀片材料微觀組織的不均勻性引起的，而組織均勻性主要取決于熱處理過(guò)程；卷刃是因?yàn)榈镀w材料強(qiáng)度不夠，在蹬冰和滑行時(shí)發(fā)生塑性變形，不能有效抓冰或切冰而失效；豁刃，則是由于刀片基體材料韌性不足，在服役過(guò)程中與異物碰撞引起刃口材料的脆性斷裂而形成。

針對(duì)冰刀失效形式和失效機(jī)理，國(guó)內(nèi)外研究人員針對(duì)冰刀材料、結(jié)構(gòu)和熱處理工藝做了大量的研究和嘗試來(lái)制造高性能冰刀。冰刀結(jié)構(gòu)改進(jìn)的研究主要集中在刀刃弧度、刃磨技術(shù)和雙金屬刀片等幾個(gè)方面。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種冰刀涂層及其制備方法。

本發(fā)明的目的之一在于提供一種冰刀涂層的制備方法，將鈦合金激光熔敷粉末在基材上經(jīng)激光熔敷制備而成，所述鈦合金激光熔敷粉末為立方碳化硼與鈦合金的混合粉末，所述基材為鈦合金冰刀基材。本發(fā)明中，本發(fā)明采用鈦合金刀片基體材料，提高了冰刀韌性，保證在服役過(guò)程中與異物碰撞后不引起刃口脆性斷裂，刀片刃口采用激光熔敷立方碳化硼與鈦合金混合粉末提高刀刃耐磨性，整體提高冰刀的使用壽命。鈦合金冰刀同時(shí)減輕了冰刀的重量，具有耐磨、重量輕、不生銹等特點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，所述鈦合金激光熔敷粉末由Ti、Al、V、C和B組成，優(yōu)選的，所述鈦合金激光熔敷粉末中各種成分的重量百分比為：Ti 76.5～85.5％、Al5.1～5.7％、V 3.4～3.8％、C 0.975～2.925％、B 4.025～12.075％，優(yōu)選為Ti 80.5～82.5％、Al 5.3～6.3％、V 1.85～2.03％、C 1.50～2.55％、B 8.10～8.60％。本發(fā)明中，采用高強(qiáng)高彈亞穩(wěn)β型鈦合金作為刀體基體材料，該合金具有塑性好、強(qiáng)度和彈性高、淬透性好的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足冰刀刀體的使用要求。用激光熔敷不同比例的立方碳化硼與鈦合金混合粉末作為冰刀刀刃的刃口材料，立方碳化硼可以在激光的作用下與鈦合金粉末原位生成TiB及TiC混合非連續(xù)增強(qiáng)相，可以提高鈦合金的耐磨性。本發(fā)明的材料組合可以大幅提高冰刀刀刃的服役壽命。

根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，所述鈦合金冰刀基材為亞穩(wěn)β型鈦合金冰刀基材。

根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，所述鈦合金激光熔敷粉末為過(guò)80～325目篩分的微粉，優(yōu)選為球形粉末，和/或，粒徑45～180μm。

根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，包括以下步驟：

步驟1)，焊粉配制：按比例配制所述鈦合金激光熔敷粉末，充分混合后烘干；

步驟2)，基材準(zhǔn)備：對(duì)所述基材進(jìn)行預(yù)處理后備用；

步驟3)，激光熔敷：將所述鈦合金激光熔敷粉末和所述基材置于激光器中，進(jìn)行激光熔敷；

步驟4)，去應(yīng)力處理：對(duì)熔敷完的冰刀進(jìn)行去應(yīng)力退火處理；

步驟5)，磨削加工：將去應(yīng)力退火后的冰刀進(jìn)行磨削處理。