[发明专利]激光感应复合熔覆梯度功能热障涂层的方法

权利要求书

1.一种激光感应复合熔覆梯度功能热障涂层的方法，其特征是方法步骤为：

(1)首先将粘结金属MCrAlY合金粉末与陶瓷相氧化铈稳定的氧化锆或铸 造WC以及高熔点、高硬度的硼化物、硅化物和金属间化合物分别装入双斗自 动送粉器的两个装料斗内，其中MCrAlY中的M为Ni或NiCo，氧化铈稳定 的氧化锆中氧化铈的质量百分含量为6～8wt.％，然后将基材表面进行除锈、除 油、清洗与喷砂处理，通过精确调节双斗送粉器的两个装料斗的送粉率，使陶 瓷相在复合粉末内的质量百分含量为0～90wt.％；

(2)将基材表面与感应加热线圈之间的距离控制在2～10mm内，通入电 流至感应加热线圈，并调节感应加热功率，使基材表面被感应加热的温度为 300～1000℃，同时利用铜管对感应加热区吹入惰性保护气体，防止其高温氧化；

(3)将聚焦激光束与双斗自动送粉器的粉末喷嘴定位于感应加热区内， 实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴将复合粉末吹入激光感应复 合熔覆热源形成的熔池内，复合粉末在熔池内发生熔化并在基材的表面铺开， 当激光束与感应加热源移开后，熔融层冷却并凝固结晶形成涂层；激光感应复 合熔覆过程中，粉末喷嘴与基材表面法向间的夹角为30～70°，粉末喷嘴与基材 的垂直距离为10～15mm，粉末流量为1～12kg/h，激光束光斑直径为1～20mm， 激光功率为2～8kW，感应加热功率为20～200kW，激光扫描速度为1～12m/min， 单层涂层的厚度为0.1～2mm；

(4)当激光感应复合熔覆完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向移动 数控机床，其移动的距离为激光光斑直径的70～30％；

(5)当激光感应复合熔覆完一层涂层之后，将激光头、感应加热线圈和 粉末喷嘴返回到上一涂层激光感应复合熔覆时的起始位置，并沿Z轴上升到上 一涂层的厚度距离，同时增加陶瓷相的送粉率，使陶瓷相在复合粉末内的质量 百分含量增加0～90wt.％；

(6)检测涂层的厚度是否达到预期的厚度要求，如果没有，重复步骤(2) -(5)，直到涂层达到所要求的厚度；否则，工作结束。

2.根据权利要求1所述的激光感应复合熔覆梯度功能热障涂层的方法， 其特征是所述的陶瓷相镶嵌于粘结金属内，并沿涂层厚度方向呈0～90wt.％范 围内任意可调。

3.根据权利要求1所述的激光感应复合熔覆梯度功能热障涂层的方法， 其特征是在进行所述步骤(3)时，激光束采用CO₂激光、Nd:YAG激光或光 纤激光，经聚焦后与双斗自动送粉器的粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激 光热源与感应加热源的复合。

4.根据权利要求1所述的激光感应复合熔覆梯度功能热障涂层的方法， 其特征是在所述步骤(4)时，将数控机床沿激光扫描速度的垂直方向移动激 光光斑直径的70～30％，从而控制连续两道次间的搭接率为30～70％。