[發明專利]鎂合金表面激光增材制造不銹鋼基復合涂層的方法

有效

• 申請號: 202110843403.2
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113634764B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 陳洪勝;王文先;鞏鵬飛;申彥敏;鄭凡林;連俊杰
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F7/04;B33Y10/00;B33Y70/00;C22C38/06;C22C38/50;C22C38/52;C23C24/10
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 程小娟

1.一種鎂合金表面激光增材制造不銹鋼基復合涂層的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，制備鎂合金基板

選用AZ31鎂合金作為基板材料，表面粗糙度為Ra?1.6-3.2μm；

S2，除濕處理粉末

對鋁粉、鉻粉、鈷粉、鐵粉、鎳粉、鈦粉進行烘干，烘干溫度80℃，烘干時間120min，烘干過程中采用氬氣保護，防止粉末氧化；

S3，制備高熵合金混合粉末

將鋁粉、鉻粉、鈷粉、鐵粉、鎳粉、鈦粉按原子比為1：2：2：2：2：1稱取粉末，將按比例稱取的金屬粉末置于聚四氟乙烯高能球磨罐中進行高能球磨合金化制備Al_0.5CrCoFeNiTi_0.5高熵合金，球磨過程中球磨罐內部抽真空，球料比為1：10，采用氧化鋯陶瓷球作為球磨材料，球磨機轉速為1200r/min，球磨時間180min；

S4，配料

按照質量比為3：7稱取高熵合金粉末和316L不銹鋼粉末，置于球磨罐中，采用瑪瑙球作為球磨材料，球料比為5：1，轉速為50r/min，球磨混粉時間180min，每隔45min反轉一次；

S5，混合粉末烘干

烘干高熵合金粉末和316L不銹鋼粉末組成的混合均勻的復合粉末，烘干溫度80℃，烘干時間120min，每隔40min取出容器翻炒粉末一次，烘干過程中采用氬氣保護；

S6，預處理鎂合金板

將鎂合金基板表面處理至粗糙度值為Ra?1.6μm，用無水乙醇擦洗鎂合金基板工作表面及周邊，擦洗后晾干；

S7，鎂合金表面激光熔融復合粉末

在氬氣保護下，采用激光熔覆機在鎂合金表面逐層堆積熔覆復合粉末，激光熔覆機包括成型平臺（1）、成型缸（2）、刮刀（4）、送粉平臺（5）、送粉缸（6）、氬氣瓶（8）、氬氣閥（9）、氬氣輸送管（10）、激光發生器（11）、計算機（12）、激光鏡（13）、激光振鏡（14）和激光聚焦鏡（15）；

成型平臺（1）與成型缸（2）連接；

送粉平臺（5）與送粉缸（6）連接；

成型平臺（1）、刮刀（4）和送粉平臺（5）均位于成型倉內，成型平臺（1）和送粉平臺（5）處于同一水平面，刮刀（4）位于成型平臺（1）和送粉平臺（5）的上方；

氬氣瓶（8）和成型倉通過氬氣輸送管（10）連接，氬氣輸送管（10）上設置有氬氣閥（9）；

激光發生器（11）由計算機（12）控制，激光發生器（11）、激光鏡（13）、激光振鏡（14）同高度設置；

激光聚焦鏡（15）設置在成型倉上，位于成型平臺（1）和激光振鏡（14）之間；

激光發生器（11）發出的激光，水平穿過激光鏡（13），經過激光振鏡（14）垂直射至激光聚焦鏡（15），穿過激光聚焦鏡（15）形成的聚焦光束（16）照射至鎂合金基板（3）上；

激光熔覆機的工藝參數為：

激光功率：外輪廓128W，內輪廓128W，填充185W；

掃描速度：外輪廓1000mm/s，內輪廓1000mm/s，填充1200mm/s；

打印層厚：0.03mm；

打印旋轉角度：90°；

步驟S7的具體過程如下所述：

①安裝刮刀；

②將步驟S6打磨平整的鎂合金基板放入成型平臺（1）上，固定、調平鎂合金基板，前后以及左右誤差控制在0.2mm；

③將鎂合金基板調到高于成型平臺（1）1mm的位置；

④將復合粉末加入成型倉內的送粉平臺（5）上，通過調整送粉平臺（5）的高度將復合粉末鋪平；

⑤通過在鎂合金基板上鋪粉，觀察鎂合金基板上粉末的厚度來調整刮刀（4）與鎂合金基板的距離，保證刮刀（4）與鎂合金基板剛好沒有縫隙，然后在鎂合金基板上鋪上一層粉末；

⑥開啟氬氣瓶（8），設置氣體循環泵的頻率為20Hz；

⑦將打印模型切片數據導入激光熔覆機，開啟計算機（12），激光發生器（11）發出激光，激光光束通過激光鏡（13）、激光振鏡（14）以及激光聚焦鏡（15）照射到鎂合金基板上表面，進行激光熔覆，聚焦光束（16）掃描固熔復合粉末以及鎂合金基板后，復合粉末在鎂合金基板表面逐層堆積熔覆，形成不銹鋼基復合涂層。