[发明专利]一种激光熔覆铝合金表面自反应生成陶瓷相的方法

权利要求书

1.一种激光熔覆铝合金表面自反应生成陶瓷相的方法，其特征在于，采用混合粉末在熔融的铝合金基体内与铝元素反应生成陶瓷相的方法，能够抑制熔覆层与铝合金基体之间的开裂，与铝合金基体之间能够形成很好的冶金结合，同时添加的SiO₂，TiO₂粉末也能增加生成陶瓷相的热膨胀系数，具体步骤如下：

A、对铝合金基体材料进行预处理：清理表面，并用砂纸逐级打磨至2000目，并将铝合金基体放入酒精溶液中用超声波清洗仪清洗表面杂质；

B、粉末配制：按比例配制能与基体自反应生成陶瓷增强相的混合粉末，混合粉末由WO₃、石墨粉末、SiO₂，TiO₂均匀混合而成；

C、激光熔覆：将铝合金基体装夹在激光熔覆装置上，激光冲击铝合金基体材料，使铝合金基体材料表面熔融深度为1-1.5mm，同轴送粉器输送混合粉末喷射到熔池内，根据：WO₃+Al+C→Al₂O₃+W_xC，混合粉末与铝合金基体材料反应生产相应的陶瓷颗粒来增加铝合金基体的耐磨耐腐蚀性能；

所述步骤B中混合粉末配制的粒径在150-300nm，混合粉末成分按物质的量计算，配比为：WO₃45％-50％，石墨粉末35％-45％，SiO₂5％-7.5％，TiO₂5％-7.5％，混合粉末中添加的SiO₂，TiO₂粉末能够增加陶瓷相颗粒层的热膨胀系数。

2.如权利要求1所述的一种激光熔覆铝合金表面自反应生成陶瓷相的方法，其特征在于，所述步骤A中材料表面的预处理是传统的手工处理方法，用砂纸从800目开始逐级打磨至2000目，起始800目是防止粗砂纸对基体造成划痕。

3.如权利要求1所述的一种激光熔覆铝合金表面自反应生成陶瓷相的方法，其特征在于，所述步骤C中，同轴送粉器的中心部位为喷粉通道，而四周为保护气体通道，保护气体为氩气或者氦气惰性气体，对熔覆和反应过程中起到保护作用。

4.如权利要求1所述的一种激光熔覆铝合金表面自反应生成陶瓷相的方法，其特征在于，所述步骤C中，进行激光熔覆的激光器为二氧化碳激光器，工作参数为：激光功率为1600-2400W、扫描速度1-2mm/s、光斑直径3mm、脉冲宽度20ns、送粉速率2-4g/min、气体流量4-5L/min。

5.如权利要求1所述的一种激光熔覆铝合金表面自反应生成陶瓷相的方法，其特征在于，所述步骤C中，反应生成的W_xC是WC、W₂C、W₃C的混合产物。