[发明专利]一种有色金属激光熔覆方法

说明书

本发明涉及一种有色金属激光熔覆方法，该包括以下步骤：取需要进行表面改性的铁基材料零部件，将其进行表面研磨与玻璃珠喷砂处理；将有色金属材料通过气雾化制粉技术制备为球形粉末；将铁基材料零部件预热，并基于气氛室保护环形光激光熔覆技术，进行表面激光熔覆有色金属的改性处理，形成成形件。该方法可实现在铁基材料表面熔覆有色金属，如铅青铜，从而改善铁基材料的性能，且在熔覆的过程中又可防止色金属氧化失效。

技术领域

本发明涉及一种有色金属激光熔覆方法。

背景技术

铜合金是一种具有众多优良综合力学性能的有色金属材料，激光熔覆技术作为一种新型的表面成型改性技术，广泛应用于航空航天领域、生物医用领域、国防科技领域等。铅青铜是一种很有价值的耐磨材料，由于软的铅质点在摩擦受力时起润滑作用,所以铅青铜具有很小的摩擦系数和很高的耐磨性能。激光熔覆技术是利用激光束辐射作用作为热源将合金粉末和基材合金表面部分熔化，形成良好冶金结合的的熔覆层。由于其操作灵活，价格低廉，具有优异的熔覆层性能，环保性能，且中空送粉的激光喷头增加了熔覆均匀性，在增材制造领域有很大的应用前景。

由于铜铅合金易发生偏析，为解决铅偏析这技术难题，一般采用加第三种元素的办法如Sn,Ni。镍能无限溶于α固溶体内，促使铅呈树枝状晶体发展，阻止铅的集聚，有利于得到均匀的金相组织。但镍是稀缺元素如非特别需要一般不用。而Sn使铅相球化和α相合金化，Sb与Sn对组织的影响相同，因此一般选择Sn。

上述由于有色金属性质较为容易与空气中的氧、氮、氢等气体容易发反应，会严重影响熔覆性能。因此需要在惰性气氛中进行增材制造。中国专利第2016103844415号公开了微腔室激光加工系统和使用局部化的工艺气体气氛的方法。采用真空移除工艺气体和帘气体的方法，利用较轻的惰性气体填充代替下部的氧气，并不形成完全密封，使惰性利用率较低，易受环境变化的影响，不能完全隔绝氧气，域惰性气帘的稳定性较差，易造成有色金属氧化失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在熔覆过程中可防止有色金属氧化失效的有色金属激光熔覆方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有色金属激光熔覆方法，包括以下步骤：

取需要进行表面改性的铁基材料零部件，将其进行表面研磨与玻璃珠喷砂处理；

将有色金属材料通过气雾化制粉技术制备为球形粉末；

将铁基材料零部件预热，并基于气氛室保护环形光激光熔覆技术，进行表面激光熔覆有色金属的改性处理，形成成形件。

进一步地，将所述成形件在真空热处理炉内进行回火热处理。

进一步地，所述方法用于高适应性防氧化激光熔覆装置，其中，所述高适应性防氧化激光熔覆装置包括保护罩和至少部分设置在所述气氛罩内的激光喷头，所述保护罩具有罩体和封闭所述罩体底部的底板，所述罩体的顶部设置有供所述激光喷头伸入至所述罩体内的激光入口，所述底板与罩体之间通过连接件连接，所述底板以连接件为旋转轴线可相对所述罩体沿所述罩体的轴线方向转动以打开所述罩体的底部，所述底板与罩体之间为可拆卸连接；

所述方法包括：

根据所述铁基材料零部件的大小判定是否打开或者拆卸底板；

若拆卸所述底板，则将所述铁基材料零部件中需熔覆或修复的部分由所述罩体的底部伸入至所述罩体内；

若所述铁基材料零部件小于所述保护罩的罩体腔，则将所述铁基材料零部件放置在所述底板上。

进一步地，所述罩体底部形成有安装部，所述底板由所述连接件与所述安装部连接，所述安装部上设置有可吸附所述铁基材料零部件的磁性件；

所述方法还包括：所述安装部夹持所述铁基材料零部件，所述磁性件吸附所述铁基材料零部件。