[發明專利]基于激光熔覆與脈沖電子束輻照的非晶涂層制備方法

在審

• 申請號: 202110269897.8
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113088959A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李玉新;劉思遠;陳博文;白培康;趙占勇;關慶豐;蔡杰
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C23F4/00;C22F3/00;C22C45/10
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種基于激光熔覆與脈沖電子束輻照的非晶涂層制備方法，其特征在于：首先在基體表面通過激光熔覆技術制備ZrNiAlCu涂層，再使用脈沖電子束HCPEB輻照對涂層表面進行凈化處理，以去除熔覆層表面氧化層，消除加工缺陷，并進一步消除激光熔覆層表面雜質、空隙、枝晶偏析缺陷，細化熔覆層表層晶粒，獲得拋光、凈化且細化的涂層表面，有效提高非晶含量并提高其硬度和耐磨損性能。

2.根據權利要求1所述的基于激光熔覆與脈沖電子束輻照的非晶涂層制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）在基體表面制備激光熔覆涂層；

a)基材準備：對基體進行預處理，包括表面進行打磨以除去表面的氧化層及雜質，并用酒精或丙酮進行清洗干燥；

b)激光熔覆處理：采用預置粉末法在基體表面制備激光熔覆涂層；激光功率1200~2500W，光斑直徑：4 mm，掃描速度：4-6 mm/s，熔覆時間為：3-5 s，保護氣體：氬氣；

c)將激光熔覆涂層打磨平整；

（2）將步驟（1）所得樣品夾持在靶臺上放入真空室，在激光熔覆涂層上采用HCPEB輻照處理。

3.根據權利要求2所述的基于激光熔覆與脈沖電子束輻照的非晶涂層制備方法，其特征在于：激光熔覆處理過程中，熔覆粉末是由以下原子數百分比的原料混合制成的：

63~65%Zr粉、純度99.5%，14~16%Ni粉、純度99.9%，10~12%Cu粉、純度99.9%，10~12%Al粉、純度99.9%。

4.根據權利要求3所述的基于激光熔覆與脈沖電子束輻照的非晶涂層制備方法，其特征在于：所述Zr粉、Al粉、Ni粉、Cu粉的粒度為100～200目。

5.根據權利要求3所述的基于激光熔覆與脈沖電子束輻照的非晶涂層制備方法，其特征在于：所述的熔覆粉末是將各種粉末材料在QM-3SP4行星式球磨機中充分混合后得到的，球磨速度500 r/min，球磨時間2 h，真空干燥1～2 h，溫度為50℃，自然冷卻。

6.根據權利要求2所述的基于激光熔覆與脈沖電子束輻照的非晶涂層制備方法，其特征在于：激光熔覆制成的涂層為Zr_63.5Ni_15.1Al_10.7Cu_10.7熔覆非晶涂層。

7.根據權利要求2所述的基于激光熔覆與脈沖電子束輻照的非晶涂層制備方法，其特征在于：HCPEB輻照處理過程中，脈沖電子束參數為：抽真空度為4～5×10^-4 Pa，保護氣體：氬氣，通入氬氣5.0~6.0×10^-2 Pa，能量密度為4 J/cm²~8 J/cm²，脈寬1.5 μs，脈沖數為30~100次，工作距離80~120 mm。