[发明专利]一种激光熔覆材料的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆的新方法，属于激光熔覆技术领域。

背景技术

激光熔覆发展的一个最重要里程碑是熔覆材料添加方式的改进和多样性。送粉式激光熔覆的工艺特点是高能量密度的激光束与基体材料和熔覆材料颗粒在动态下交互作用形成熔池。激光熔池内存在传热、传质、对流及气-液界面冶金反应和固-液界面扩散等现象，直接影响熔池的形状，气体和夹杂物的吸收、聚集和逸出以及组织、成分变化及其它冶金物理性能。因此，激光熔覆熔池内的传质、传热和流动对熔覆层的组织和性能起决定性的作用。此外，激光熔覆的工艺质量和熔覆层的表面质量与熔池内动力学过程密切相关，温度场和流场是基础，它们又取决于熔覆过程中基体材料和熔覆材料对激光能量吸收的多少。因此，研究激光熔覆过程中激光能量的分配关系及其表征方法对理解熔池中一系列复杂的冶金物理现象、定量分析激光熔覆熔池中流体流动、传热和传质过程具有重要的理论意义。不少学者进行了有益的探索，取得了可喜的进展。本发明通过对熔覆材料、基体材料加热过程、激光能量的分配关系的系统分析，建立能量平衡方程，推导出激光能量有效利用率的表达式并结合检测出的熔覆层宏观参数进行了计算，系统分析了激光能量有效利用率与工艺参数之间的关系，以期避免描述激光熔覆的复杂过程，建立熔覆层质量与工艺参数之间的关系，为今后激光熔覆工艺的设计与调整提供依据。

发明内容

本发明的目的是发明一种激光熔覆材料方法，填补国内空白。

熔覆技术

基体材料为氧化铝薄膜，添加的强碳化物形成元素、粉末粒度在一之间，添加量分别为试验方法采用快速轴流激光器如图1所示，激光输出功率为2kW，烧痕法估测激光束直径为7mm。试样采用水砂纸打磨，丙酮和酒精清洗。将混合均匀的熔覆粉末用特制的粘结剂调制成糊状，预涂在清洗干净的试样上，预涂层厚度，在空气中自然干燥。在氢气保护下，通过系列试验，确定单道熔覆的扫描速度。沿垂直于扫描方向将熔覆层切开，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和显微硬度计，对熔覆层显微组织特征、硬质颗粒的成分、分布规律以及显微硬度进行了观察、分析和测量。

本发明是一种激光熔覆材料的方法，激光熔覆材料时，在相同的送粉速率下，随扫描速度的增加，熔覆材料吸收的能量增加，基体材料吸收的能量减少，激光能量有效利用率增大；在相同的扫描速度下，随送粉速率的增加，熔覆材料吸收的能量增加，基体材料吸收的能量减少，激光能量有效利用率增大。本发明完全符合激光精密熔覆材料的要求。