[发明专利]一种以预置片法进行激光多层熔覆制备复合涂层的方法

说明书

本发明属于激光熔覆高性能涂层技术领域，特别涉及一种以预置片法进行激光多层熔覆制备复合涂层的方法。该以预置片法进行激光多层熔覆制备复合涂层的方法包括如下步骤：A、对待基材表面进行预处理，清洗掉工件表面的锈蚀、油垢及灰尘，并干燥；B、粉末处理：将待制成预置片的粉末置于真空干燥箱中，在80℃下烘干24h，平铺在铺有平整T300斜纹碳纤维布的夹具凹槽平板内，均匀喷洒粘结剂溶液形成均匀水层；C、将步骤B中预处理的预置片连同凹槽平板平稳放置在真空干燥箱中，在75‑90℃下真空加热硬化4h；D、激光熔覆：将步骤C中制备的预置片放置于基材设定位置，在保护气氛下进行多层熔覆，使其与基材结合形成一定厚度的熔覆层。

技术领域

本发明属于激光熔覆高性能涂层技术领域，特别涉及一种以预置片法进行激光多层熔覆制备复合涂层的方法。

背景技术

激光熔覆是一种新型的覆层技术，涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多门学科，是激光先进制造技术最重要的核心技术之一。由于该技术制备的熔覆层可以显著改善基体表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗高温氧化和抗疲劳等综合性能，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多等优点。很多国家的研究人员针对激光熔覆涉及到的关键技术进行了系统的研究，并已取得了重大的进展。

目前激光熔覆的主要应用是提高材料的耐磨性和耐腐蚀性，即在材料表面熔覆一层具有特殊性能的合金层，以改变母材表面性能。但以往对激光熔覆的研究，大多注重单道熔覆层的性能和工艺，很少有多层激光熔覆研究的报道.随着激光熔覆技术在工业化生产中的应用，单道熔覆层已经不能满足工业化生产的要求，迫切需要多层大厚度熔覆层。

激光多层熔覆是指在原熔覆层上预涂覆合金粉末，或直接送粉，再重复一次或多次熔覆的工艺过程。由于激光单道熔覆层对于确定的激光工艺参数，只能达到一定的极限厚度，所以，通过需多次熔覆来增加熔覆层的厚度、快速零件制造或制备梯度功能新材料，到目前为止，多层激光熔覆的技术开发与应用还未制备实质进展。

发明内容

针对现有激光熔覆方法在熔覆过程中不能连续制备多层的熔覆层，试验效率低，不能控制预置粉末厚度以及不能解决上一层熔覆缺陷“遗传”到下一层等缺陷，本发明提供了一种可以推广的制备多层熔覆层的方法。所述的预置片法进行激光多层熔覆的方法可控制预置层厚度、对粉末种类和粉末粒度适应性强、试验生产中可形成多层的熔覆层，效率高，可以解决熔覆缺陷“遗传”到下一层的问题。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种以预置片法进行激光多层熔覆制备复合涂层的方法，包括如下步骤：

A、对待基材表面进行预处理，清洗掉工件表面的锈蚀、油垢及灰尘，并干燥；

B、粉末处理：将待制成预置片的粉末置于真空干燥箱中，在80℃下烘干24h，平铺在铺有平整T300斜纹碳纤维布的夹具凹槽平板内，均匀喷洒粘结剂溶液形成均匀水层；

C、将步骤B中预处理的预置片连同凹槽平板平稳放置在真空干燥箱中，在75-90℃下真空加热硬化4h，去除凹槽平板，即得到所需的预置片，并放置在真空干燥环境下保存；

D、激光熔覆：将步骤C中制备的预置片放置于基材设定位置，并用胶带固定，在保护气氛下熔融，使其与基材结合，待其熔覆结束后，用氮气喷枪清理熔覆层表面，再将下一块预置片放置在原先设定位置，重复上述步骤，制备所需的功能材料。

进一步的，在步骤D中激光熔覆层的表面不平整时，对基材通过补粉装置进行补粉处理，将基材放置在补粉装置上，补粉装置包括补粉台和蜗杆结构，补粉台外部设有外圈，通过蜗杆结构调整补粉台与外圈的垂直距离使放置在补粉台中熔覆层最高处与外圈平齐，将粉末填充至基材的凹陷处，使粉末与外圈平齐，再用平整的T300斜纹碳纤维布覆盖在基材的表面后，进行激光熔覆。