[发明专利]一种基于梯形沟槽的激光熔覆方法

说明书

本发明公开了一种基于梯形沟槽的激光熔覆方法，包括如下步骤：在基材表面预先设置包裹式梯形沟槽，采用激光熔覆预置法或者激光熔覆同步法将熔覆材料进行融化并凝固填充于沟槽内，与基材实现冷连接结合；其中，所述激光熔覆的激光输出功率为800～5000W。本发明激光熔覆的优点为该方法实现了熔覆材料与基材的机械装配结合，有效避免了对基材本身产生破坏或影响，进而在实际加工过程中，不会造成工件的热形变或力学性能的改变；其中，该方法还通过将梯形凹槽边角设计为圆弧状，并且在熔覆材料配方中添加改性剂，增强了熔覆材料在熔化为液态后的流动性和润湿性，使凹槽内填充的熔覆材料更为均匀。

技术领域

本发明属于激光熔覆方法领域，尤其涉及一种基于梯形沟槽的激光熔覆方法。

背景技术

激光熔覆是通过同步或预置材料的方式，将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆层的工艺方法。目前常见激光熔覆工艺，全部为基材和熔覆材料同时熔化，并快速凝固形成冶金结合的表面熔覆层。

激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。其中，预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉或丝形式加入。同步式激光熔覆则是将粉末或丝材类熔覆材料经过喷嘴在熔覆过程中同步送入熔池中。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够实现基材与熔覆材料冷连接的基于梯形沟槽的激光熔覆方法。

技术方案：本发明基于梯形沟槽的激光熔覆方法，包括如下步骤：在基材表面预先设置包裹式梯形沟槽，采用激光熔覆预置法或者激光熔覆同步法将熔覆材料进行融化并凝固填充于沟槽内，与基材实现冷连接结合；其中，所述激光熔覆的激光输出功率为800～5000W。

进一步说，本发明的激光熔覆方法设定的梯形沟槽的边角为圆弧状。

进一步说，本发明的激光熔覆方法采用的熔覆材料为钴基自熔合金、碳化铌增强镍基自熔合金或改性铜基自熔合金。

优选的，本发明的激光熔覆方法采用的碳化铌增强镍基自熔合金包括镍基自熔合金92～96％及NbC4～8％。

进一步说，本发明的激光熔覆方法采用预置法将所述碳化铌增强镍基自熔合金进行激光熔覆的激光输出功率为1500～3000W、光束扫描速度为7～15mm、光束入射角度为2～10°。

进一步说，本发明的激光熔覆方法采用同步法将所述碳化铌增强镍基自熔合金进行激光熔覆的激光输出功率为1500～3000W、光束扫描速度为7～15mm、光束入射角度为2～10°、送粉速度为0.5～2.0r/min、输送气体流量为8～15L/min。

优选的，改性铜基自熔合金包括95～98.5％铜基自熔合金及1.5～5.0％FeSi75。

进一步说，本发明的激光熔覆方法采用预置法将改性铜基自熔合金进行激光熔覆的激光输出功率为3500～5000W、光束扫描速度为5～10mm、光束入射角度为6～15°。

进一步说，本发明的激光熔覆方法采用同步法将改性铜基自熔合金进行激光熔覆的激光输出功率为3500～5000W、光束扫描速度为5～10mm、光束入射角度为6～15°、送粉速度为0.5～1.5r/min、输送气体流量为8～15L/min。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该方法实现了熔覆材料与基材的机械装配结合，有效避免了对基材本身产生破坏或影响，进而在实际加工过程中，不会造成工件的热形变或力学性能的改变；其中，该方法还通过将梯形凹槽边角设计为圆弧状，并且在熔覆材料配方中添加改性剂，增强了熔覆材料在熔化为液态后的流动性和润湿性，使凹槽内填充的熔覆材料更为均匀。

附图说明

图1为本发明直角梯形沟槽的结构示意图；