[發明專利]一種TiB2

有效

• 申請號: 202011575379.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112725791B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 趙明娟;趙龍志;鄧楚祥;焦海濤;唐延川;胡勇;劉德佳;藺曉雪;余夢
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F9/04
• 代理公司: 嘉興中創致鴻知識產權代理事務所(普通合伙) 33384
• 代理人: 趙麗麗

發明屬于金屬基復合材料表面涂層激光加工領域，涉及一種TiB₂/Fe₆₄Ni₃₆復合涂層的其制備方法。該TiB₂/Fe₆₄Ni₃₆復合涂層的其制備方法包括如下步驟：(1)篩選出合適粒徑尺寸的Fe、Ni、Ti和Fe?B粉末，并按比例混合均勻，獲得混合粉末；(2)將步驟(1)所述混合粉末在球磨機中低速球磨1h～3h后，將混合粉末放置于恒溫干燥箱中烘干；(3)利用同軸送粉裝置將步驟(2)干燥后的混合粉末輸送至激光作用區的基板表面，在氬氣保護氛圍下，使用激光光源將混合粉末熔化并沉積在基板表面，制備所述的TiB₂/Fe₆₄Ni₃₆復合涂層。本發明提供一種操作便捷、成本低廉、自動化程度高的方法。

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料表面涂層激光加工領域，涉及一種TiB₂/Fe₆₄Ni₃₆復合涂層的其制備方法。

背景技術

激光沉積技術可以制備處良好冶金結合的高性能涂層。具有涂層厚度可控、激光變形程度等。但是由于激光沉積工藝的急熱急冷特性，導致涂層內部存在較大的殘余內應力，使激光沉積涂層產生裂紋，限制了激光沉積技術的應用。

因瓦合金具有極低熱膨脹系數的特點，將其引入激光沉積制備工藝中，可以有效抑制由于殘余應力導致的裂紋。而因瓦合金的硬度較低，耐磨性能較差，難以滿足高速列車制動系統、鐵路岔道等表面性能要求較高的結構部件使用要求，因此，研究因瓦合金的強化具有極大的應用前景。

在激光沉積制備因瓦合金時，通過原位自生陶瓷增強相的方式增強因瓦合金，可以在維持因瓦效應的前提下，提高因瓦合金的硬度和耐磨性能，制備出性能優越的因瓦基復合涂層。

發明內容

針對現有技術上述存在的問題和缺陷，本發明提供一種操作便捷、成本低廉、自動化程度高的方法：利用激光沉積技術直接將混合粉末融化并沉積在現有金屬材料表面而形成TiB₂/Fe₆₄Ni₃₆復合涂層，通過改變Ti/B的原子配比，在 Fe₆₄Ni₃₆復合涂層中制備出TiB₂增強顆粒。

一種TiB₂/Fe₆₄Ni₃₆復合涂層的其制備方法，包括如下步驟：

(1)篩選出合適粒徑尺寸的Fe、Ni、Ti和Fe-B粉末，并按比例混合均勻，獲得混合粉末；

(2)將步驟(1)所述混合粉末在球磨機中低速球磨1h～3h后，將混合粉末放置于恒溫干燥箱中烘干；

(3)利用同軸送粉裝置將步驟(2)干燥后的混合粉末輸送至激光作用區的基板表面，在氬氣保護氛圍下，使用激光光源將混合粉末熔化并沉積在基板表面，制備所述的TiB₂/Fe₆₄Ni₃₆復合涂層。

進一步地，當添加合適的Ti/B比例時，可得到以TiB₂為增強相的復合涂層。

進一步地，TiB₂/Fe₆₄Ni₃₆復合涂層由如下質量百分比的各元素粉末通過激光技術直接沉積制得：Fe/Ni為64：36，B元素的質量百分含量為3％。

進一步地，Ti/B的原子百分比為0.25～1。

進一步地，各粉末形狀為球型，其粒度范圍為140～300目。

進一步地，步驟(2)中所述球磨時間為2小時，球磨轉速為200r/min，所述混合粉末恒溫干燥溫度為50℃。