[发明专利]一种激光熔覆复合粉及应用

说明书

本发明涉及一种激光熔覆复合粉及应用，属于激光熔覆技术领域。该激光熔覆复合粉为TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、TiB₂、Co、Sn、La、Ce的混合物，其中各组分的质量百分含量为TiO₂ 39~42%、SiO₂ 11~15%、Al₂O₃ 17~20%、TiB₂ 16~21%、Co 6~9.7%、余量为Sn、La、Ce；本发明激光熔覆复合粉能很好减少热膨胀系数带来的裂纹，具有高硬度特点，可运用在制备钛铝合金表面耐磨涂层中。

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆复合粉及应用，属于激光熔覆技术领域。

背景技术

Ti合金具有比刚度高、比强度高的优点，特别在汽车行业、航空航天工业运用广泛。其中为了提高Ti合金使用性能，扩大其适用范围，一般向Ti合金材料铸熔合金元素及表面处理调控显微组织来得到优异的高温抗氧化性能、高硬度、高耐磨性能，其中表面处理具有经济性能好、加工方便及表面涂层性能优良的特点，最常用的表面加工方式一般是激光熔覆、电镀、热喷涂、等离子喷涂、物理化学沉积等，通过对表面加工方式相关专利和论文的研究了解得到，现在的表面处理方式单一且工艺参数不稳定，无法得到综合性能优异的涂层。

发明内容

针对现有技术存在的问题和不足，本发明提供一种激光熔覆复合粉，该复合粉为TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、TiB₂、Co、Sn、La、Ce的混合物，其中各组分的质量百分含量为TiO₂ 39~42%、SiO₂ 11~15%、Al₂O₃ 17~20%、TiB₂ 16~21%、Co 6~9.7%、余量为Sn、La、Ce；

所述余量的Sn、La、Ce为任意比三种。

所述激光熔覆复合粉在制备钛铝合金表面耐磨涂层中的应用。

激光熔覆复合粉在制备钛铝合金表面耐磨涂层中应用的方法，具体步骤如下：

（1）将激光熔覆复合粉细磨至粒径不大于200目，加入粘接剂混合均匀，再压制成型、干燥得到预制层；

（2）将钛铝合金基材的表面进行打磨处理；

（3）将步骤（1）所得预制层置于步骤（2）所得基材上，在真空、300~350℃条件下预热0.5~ 2h，用激光束对预覆预制层进行激光熔覆，激光束垂直扫描并在扫描过程中侧吹N₂保护，自然冷却得到钛铝合金表面预熔涂层；

（4）将步骤（3）所得钛铝合金表面预涂层进行擦拭清洗，将复合粉体热喷涂至钛铝合金表面预涂层上面得到热喷涂涂层，其中热喷涂涂层的厚度为0.5~0.8mm；

（5）用激光束对步骤（4）所得热喷涂涂层进行激光重熔，激光束垂直扫描并在扫描过程中侧吹N₂保护，自然冷却得到重熔涂层；

（6）在真空条件下，将步骤（5）所得产物进行退火处理，冷却即得钛铝合金表面耐磨涂层；

所述步骤（1）中粘接剂为无水乙醇和/或醋酸与液体聚乙烯醇的混合物；

所述步骤（3）激光熔覆的激光功率为3~5kW，光斑直径为2~3mm，扫描速度为330~460mm·min^-1；所述激光熔覆过程中氮气的流速为18~30L·h^-1；