[发明专利]一种激光增材非晶合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种激光增材非晶合金的制备方法，是针对非晶合金块体制备尺寸的限制，采用非晶态带状合金，激光增材技术，制备非晶合金块体，此制备方法工艺新颖先进，数据准确翔实，激光增材技术效果好，质量高，耐磨性比碳素钢基体提高4倍，是先进的制备非晶合金块体的方法。

技术领域

本发明涉及一种激光增材非晶合金的制备方法，属非晶态合金制备及应用的技术领域。

背景技术

非晶合金具有高强度、高硬度、高耐磨耐腐蚀性、低的杨氏模量等特点，使非晶合金材料在工业喷涂、国防、体育器材、医疗器械和航空航天等领域得到了广泛的应用。

目前，非晶合金的制备方法主要有金属模铸造法、水淬法、定向凝固法、吸铸法等，这些方法制备的非晶合金大多为薄膜、细丝、条状和粉末等形式，这些传统的非晶合金的制备方法限制了非晶合金材料的尺寸，从而限制了非晶合金材料的实际应用，所以非晶合金块体的尺寸限制就成了亟待解决的问题。

激光具有快速加热、快速冷却的特点，激光增材制造过程在惰性气体保护下进行，可满足激光在熔化原材料后形成非晶相的冷却条件；激光增材制造过程通过高能密度激光束扫描、熔化材料，对原始材料逐层熔覆堆积，在三维尺度上增材制造非晶合金块体，激光增材制造技术可突破非晶合金块体制造尺寸局限，扩大非晶合金材料的实际应用范围，此项技术还在科学研究中。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，采用非晶薄带为原料，利用激光增材制造技术，制备大尺寸非晶合金块体，以解决非晶合金块体尺寸受限制的问题，扩大非晶合金材料的实际应用范围。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：碳素钢板、铁基非晶薄带、二氧化碳、氮气、氩气、无水乙醇，其组合准备用量如下：以毫米、毫升、厘米3为计量单位

制备方法如下：

(1)表面预处理碳素钢板

①以碳素钢板为基板，将碳素钢板置于钢质平板上，打磨修整碳素钢板正反表面及周边，确定工作表面；

②在喷砂机上，用石英砂喷砂粗化处理碳素钢板工作表面，表面粗糙度为Ra0.16-0.32μm；

③用无水乙醇擦洗碳素钢工作表面及周边，使其洁净，擦洗后晾干；

(2)非晶薄带表面预处理

用无水乙醇清洗非晶薄带表面，使其洁净，擦洗后晾干；

(3)碳素钢板表面预置非晶薄带

①将碳素钢板置于激光机的工作台上，工作表面朝上，调整好激光机的X、Y、Z坐标距离，并固定；

②将第一层铁基非晶薄带平展预置于碳素钢板工作表面，并在两端面固定；

③调整氩气管角度，氩气管对准激光聚焦点；

④调整聚焦镜激光束尖端垂直对准碳素钢板工作表面，调整激光束与碳素钢板预置的非晶薄带表面焦距为70mm；

(4)碳素钢板表面激光增材非晶薄带

①调整激光机的激光镜、反射镜、聚焦镜角度、聚焦镜垂直对准非晶薄带上部；

②安装调整氩气瓶、氩气管位置及角度，氩气管与聚焦光束的夹角为30°；