[发明专利]一种激光熔覆涂层材料的热处理方法

说明书

本发明公开了一种激光熔覆涂层材料的热处理方法，包括以下步骤：（1）将气雾化法得到的FeCrMnCo1.5Ni高熵合金粉末熔覆于经过预处理后的基体合金表面，将熔覆的合金材料用电火花线切割机切割成长方体块；（2）对激光熔覆材料去油防锈处理，干燥；（3）将预先切割好的激光熔覆合金长方体块试样放置于箱式炉内，缓慢升温至退火温度；（4）使试样在退火温度下保持2~2.5小时；（5）随炉冷缓慢冷却3~4小时；（6）将试样取出空冷。相比于现有技术，本发明提供的提高激光熔覆表面强化层耐磨性能的退火热处理工艺，方法简单，操作方便，减少了热处理时间，得到的表面强化层晶粒细小且分布均匀，组织结构紧密，具有高温稳定性好、耐磨性高的优点。

技术领域

本发明涉及一种涂层材料的热处理技术方法，具体涉及一种激光熔覆涂层材料的热处理方法，属于金属热处理领域。

背景技术

激光熔覆工艺具有快速升温和冷却的特点，利用这一技术制备出的合金涂层与基体表现出较好的冶金结合性，其致密性较高，结合力更大，可以有效地提高基体的表面性能，关于使用激光熔覆技术在传统合金材料表面制备高熵合金涂层的研究相对较少。

通过预置粉末法激光熔覆制备涂层时，基体对涂层有很大的稀释作用，会导致高熵合金成分的改变，相比之下，激光同轴送粉法熔覆制备的高熵合金涂层的宏观形貌和组织得到了明显的改善，而热处理工艺可以很好的改善熔覆后合金的组织结构，提高合金的综合性能。热处理指的是金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却的过程，改变材料表面和内部的化学成分与组织，进而获得所需性能的一种金属热加工工艺。退火是最常见的一种金属热加工工艺，指的是将金属缓慢地加热到某一温度，并保持足够长的时间，然后以合适的冷却速度缓慢冷却的过程。其主要作用就是降低材料硬度，消除材料内部的残余应力，稳定部件尺寸，减少变形和裂纹倾向，细化晶粒尺寸，改善组织，达到消除组织缺陷的目的。

激光熔覆是表面工程技术领域的一种新兴技术，它具有界面为冶金结合、组织极细、厚度可控、热畸变小等诸多优点，是比较活跃的研究领域。如何通过热处理工艺消除激光熔覆过程中基体与预置层在快速加热和冷却及熔化和凝固过程中产生的拉应力，改善合金的组织，优化合金的力学性能，降低合金的裂纹敏感性，显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种激光熔覆涂层材料的热处理方法，以达到提高涂层材料的力学性能，降低涂层的裂纹敏感性的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种激光熔覆涂层材料的热处理方法，包括以下步骤：

（1）将气雾化法得到的FeCrMnCo1.5Ni高熵合金粉末熔覆于经过预处理后的基体合金表面，形成表面强化层，该表面强化层中各组分元素含量及比例为：含Co28.50%、Cr16.73%、Fe18.03%、Ni18.99%、Mn17.75%，且FeCrMnCo1.5Ni高熵合金粉末的平均颗粒尺寸为55-105 μm，将熔覆的合金材料用电火花线切割机切割成长方体块；

（2）对激光熔覆材料采用超声波清洗机，用丙酮进行去油防锈处理，用真空干燥箱烘干激光熔覆材料；

（3）将预先切割好的激光熔覆合金长方体块试样放置于箱式炉内，以8-10 ℃/min的速率缓慢进行升温，至退火温度850℃±5℃；

（4）维持炉内的气氛压力，使试样在退火温度下保持2~2.5小时；

（5）继续维持炉内压力，将式样随炉冷缓慢冷却3~4小时；

（6）随炉冷却后，将试样取出空冷。

优选的，步骤（2）中烘干温度为60-80℃，时间为4-5小时。

优选的，所述步骤（3）升温至退火温度的时间控制在1.5-2小时以内。