[發(fā)明專利]一種耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金及制備方法

在審

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• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN116497350A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉;孫壯;王成;呂凡凡;高原;王快社
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;C22C14/00
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 孫雅靜

1.一種耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金的制備方法，其特征在于，包括將原料h-BN@TiO₂、TiO₂和CuO進(jìn)行混合得到混粉，然后將混粉鋪置于鈦合金表面，在空氣中采用激光熔覆設(shè)備對鋪有混粉的鈦合金進(jìn)行激光熔覆即得；

所述原料各組分質(zhì)量百分比為：TiO₂:92～98wt％，h-BN@TiO₂:1～10wt％，CuO:1～2wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金的制備方法，其特征在于，所述鋪粉厚度為1～1.5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金的制備方法，其特征在于，所述原料各組分質(zhì)量百分比為：TiO₂:94wt％，h-BN@TiO₂:5wt％，CuO:1wt％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金的制備方法，其特征在于，所述h-BN@TiO₂的制備方法包括將h-BN與鈦酸四丁酯和聚乙烯吡咯烷酮加入到乙醇溶液中進(jìn)行超聲混合，然后向超聲處理后的混合溶液中加入氨水并進(jìn)行水熱反應(yīng)，然后將所得溶液離心、清洗、干燥獲得粉末狀物體，最后將所得粉末置于管式爐中，在氬氣氣氛中保溫獲得h-BN@TiO₂。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金的制備方法，其特征在于，制備h-BN@TiO₂的原料各物質(zhì)重量百分比為：乙醇溶液80～83wt％，h-BN?2-4wt％，鈦酸四丁酯4-6wt％，聚乙烯吡咯烷酮2-5wt％，氨水2-12wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金的制備方法，其特征在于，所述混合包括將TiO₂、h-BN@TiO₂和CuO置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速200～250r/min，球料比為4:1，球磨時(shí)間30～60min，在溫度為70℃干燥2～3h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金的制備方法，其特征在于，所述激光熔覆設(shè)備為半導(dǎo)體光纖耦合激光器，波長1080nm，激光光斑15mm×2mm的矩形光斑，激光熔覆功率為1500～2000W，掃描速度1～2mm/s。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耗氧型激光熔覆耐磨自潤滑鈦合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、制備h-BN@TiO₂

將h-BN與鈦酸四丁酯和聚乙烯吡咯烷酮加入到乙醇溶液中進(jìn)行超聲混合，然后向超聲處理后的混合溶液中加入氨水并進(jìn)行水熱反應(yīng)，然后將所得溶液離心、清洗、干燥獲得粉末狀物體，最后將所得粉末置于管式爐中，在氬氣氣氛中保溫獲得h-BN@TiO₂；

步驟2、混粉干燥

將TiO₂、h-BN@TiO₂和CuO置于球磨機(jī)中球磨，轉(zhuǎn)速200r/min，球料比為4:1，球磨時(shí)間60min，在溫度為70℃干燥2h；

步驟3、鋪粉

將步驟2干燥好的混粉鋪壓在鈦合金表面，得到預(yù)制涂層，預(yù)制涂層厚度為1mm；

步驟4、進(jìn)行激光熔覆

采用激光熔覆設(shè)備將步驟3中含預(yù)制涂層的鈦合金在空氣中進(jìn)行單道次激光熔覆即得；

激光熔覆設(shè)備為半導(dǎo)體光纖耦合激光器，波長1080nm，激光光斑15mm×2mm的矩形光斑，激光工藝參數(shù)為激光熔覆功率1500W，掃描速度1.5mm/s。