[发明专利]一种基于梯度熔覆的镁基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于梯度熔覆的镁基复合材料，其特征在于：镁基复合材料是以镁合金作为基体，采用激光熔覆技术在镁合金基体上进行梯度熔覆，首先熔覆Al粉末作为过渡层，继续熔覆Al-Ti-Ni/C混合粉末作为保护层。

2.根据权利要求1所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料，其特征在于：过渡层材料Al粉末为200目～500目；保护层材料Al粉末为200目～500目、Ti粉末为200目～500目、镍包碳Ni/C粉末为200目～500目。

3.根据权利要求2所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料，其特征在于：所述的保护层中，各组分的质量百分比分别为：Al含量为60%～90%，Ti含量为7.6%～30.4%，Ni含量为1.4%～5.6%，C含量为1%～4%。

4.根据权利要求1所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料，其特征在于：所述基体材料为AZ91D镁合金。

5.一种权利要求1~4任一项所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）基体准备：用600目～1000目砂纸打磨镁合金表面，以除去表面的氧化膜，然后用酒精清洗表面，晾干以备用；

（2）粉末混合：用球磨机将Al、Ti、Ni/C粉末混合均匀，所述的Al、Ti、Ni/C粉末中各组分的质量百分比分别为：Al含量60%～90%，Ti含量7.6%～30.4%，Ni含量1.4%～5.6%，C含量控制在1%～4%；

（3）粘合剂选择：将水玻璃与蒸馏水以体积比1:1的比例混合均匀作为粘合剂；

（4）梯度涂层制备：首先使用粘合剂将Al粉末以膏状形式涂覆于基体表面，晾干后，进行激光熔覆处理制备过渡层；然后将混合均匀的Al-Ti-Ni/C粉末用粘合剂涂覆于过渡层表面，晾干后，进行熔覆处理制备保护层，最终在镁合金表面形成梯度涂层。

6.根据权利要求5所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）混合过程中参数设置：搅拌速度为200～300r/min，搅拌时间为15～30min。

7.根据权利要求5所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中粉末采用预置的方式，所述过渡层Al粉末预置厚度为0.3～0.8mm，所述保护层Al-Ti-Ni/C混合粉末预置厚度为0.3～0.6mm。

8.根据权利要求7所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述Al粉末预置厚度为0.3～0.6mm，Al-Ti-Ni/C混合粉末预置厚度为0.3～0.5mm。

9.根据权利要求5所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的激光器采用Nd：YAG固体激光器，Nd:YAG激光器产生的激光波长为1.06μm。

10.根据权利要求9所述的基于梯度熔覆的镁基复合材料的制备方法，其特征在于：Nd：YAG固体激光器的参数为：脉宽3～5ms、频率15～20Hz、光斑直径1.0～1.5mm、电流120～200A、扫描速速90～150mm/min、搭接率40%～70%，侧向同步吹送Ar保护熔池，流量为5~10L/min。