[发明专利]Ni-Ti-Nb合金激光熔覆涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Ni‑Ti‑Nb合金激光熔覆涂层及其制备方法，原材料以质量百分比如下：Ni：44.3％‑46.4％，Ti：46.4％‑47.7％，余量为Nb；原材料选取对应元素的单质粉末，各组分混合均匀后，经激光熔覆制备形成涂层。本发明所述的Ni‑Ti‑Nb合金激光熔覆涂层及其制备方法，利用激光熔覆技术，通过混料均匀设计控制熔覆层Ni‑Ti‑Nb成分，形成47Ni‑44Ti‑9Nb成分的涂层，以此改善钛合金表面性能。通过激光熔覆技术，在钛合金表面制备Ni‑Ti‑Nb合金涂层，能够在保留钛合金原有的优质性能基础上，改善其劣质性能，充分利用两种合金的优良性能，即利用Ni‑Ti‑Nb合金耐磨性好、抗腐蚀等优点，改善TC4合金耐磨性差、微振磨蚀和接触腐蚀等缺陷，使其在工业生产中应用更广，性能更佳。

技术领域

本发明涉及材料表面改性技术领域，具体地说是一种Ni-Ti-Nb合金激光熔覆涂层及其制备方法。

背景技术

目前，钛合金以其优异的性能备受各个应用领域研究学者的青睐，尤其在航空航天、石油化工、药疗等领域被广泛应用。

但是经过国内外多年的研究，其耐磨性差、微振磨蚀和接触腐蚀等缺点逐渐暴露。

发明内容

根据上述提出的技术问题，提供一种Ni-Ti-Nb合金激光熔覆涂层及其制备方法，用于解决现有的钛合金耐磨性差、微振磨蚀和接触腐蚀等缺点。本发明采用的技术手段如下：

一种Ni-Ti-Nb合金激光熔覆涂层，原材料以质量百分比如下：

Ni：44.3％-46.4％；

Ti：46.4％-47.7％；

余量为Nb；

原材料选取对应元素的单质粉末，各组分混合均匀后，经激光熔覆制备形成涂层。

作为优选原材料选取的Ni、Ti、Nb三种粉末为100-200目的单质粉末，粒度为74-150μm。

一种Ni-Ti-Nb合金激光熔覆涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、选取对应成分比的Ni、Ti、Nb原材料；

S2、将原材料粉末同酒精均匀混合；

S3、将混合后的原材料粉末干燥；

S4、除去基材表面油污及氧化层，进行打磨，使基材表面光洁、平整；

S5、将干燥后粉末均匀地平铺于基材上，其厚度为2-4mm，使用激光热源进行扫描加热，电流为100-300A，脉宽为5-8ms，频率为15-20Hz，离焦量+20-+30cm，搭接率40％-60％，扫描速度为200-400mm/min，熔覆过程中使用氩气作为保护气；

S6、对熔覆层进行后热处理，将熔覆后基板放入900-1000℃保温箱中隔绝氧气保温3-6h，之后随炉冷却至室温；

S7、将步骤S6中所得熔覆涂层打磨平整即可，完成熔覆涂层制备。

作为优选步骤S1中，所述原材料Ni、Ti、Nb的选取，以质量百分比，Ni：44.3％-46.4％，Ti：46.4％-47.7％，余量为Nb，取对应元素单质粉末混合。

作为优选步骤S2中，具体混合步骤为，将步骤S1中的原材料粉末放入球磨罐，配合橡胶球在酒精中进行球磨，球磨0.5-1h，以使粉末充分混合均匀。

作为优选步骤S3中，具体干燥步骤为，将步骤S2中混合后的混合物放入干燥箱中干燥，干燥过程需在真空干燥箱中进行，干燥时间为1-2h，温度80-120℃，干燥完全后需等待粉末完全降至室温后，再从真空环境中取出备用。

作为优选步骤S5中，熔覆过程中使用氩气作为保护气。