[发明专利]一种TiBw-Ti复合层及其激光原位制备方法

权利要求书

1.一种TiBw-Ti复合层，其特征在于，所述复合层自上而下包括熔覆层和熔化层，

所述熔覆层中含有α-Ti晶粒和TiBw晶粒，所述α-Ti晶粒与TiBw晶粒为界面共格结构，TiBw晶粒的面积分数为40％～60％，α-Ti晶粒的粒径为0.1～1μm，

所述熔化层中含有α-Ti晶粒和TiB₂晶粒，所述TiB₂晶粒的面积分数为20％～40％，Ti晶粒的粒径为1～3μm；

所述TiBw-Ti复合层采用激光原位制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料TiB₂粉与Ti粉混合均匀后置于同轴送粉器中，将基板置于密闭加工室并充入氩气，所述原料中TiB₂粉与Ti粉的质量比为(6～3):1；

(2)开启同轴送粉器，送粉量为10～30g/min，稀释率为50％～150％，向加工室内输送TiB₂与Ti的混合粉，并同步开启激光束流热源，激光束功率为2.0～2.6kW，扫描速度为5～6mm/s，送粉率为5～25g/min，在基板表面制备熔化层，得到的熔化层厚度为1.6～2.1mm；

(3)调控激光能量密度，激光束功率为1.0～1.3kW、扫描速度为8～11mm/s，使熔化层顶部至邻近中部位置发生重熔，在熔化层表面制备重熔层，得到的重熔层厚度为0.8～1.0mm；

(4)调控激光能量密度，并对基板进行加热，控制重熔层表面温度为250～350℃，预热3min后进行激光淬火，使重熔层与熔化层内残余的β-Ti转变为α-Ti，得到α-Ti与TiBw为界面共格结构的复合层；

所述激光淬火的工艺参数为：激光束功率为0.5～0.6kW、扫描速度为7～8mm/s，在感应加热与激光协同作用下，熔覆层表面温度为885～1250℃；得到的熔覆层厚度不超过重熔层厚度的2/3。

2.根据权利要求1所述的TiBw-Ti复合层，其特征在于，所述熔覆层与熔化层的厚度比为(1～2):1。

3.根据权利要求2所述的TiBw-Ti复合层，其特征在于，所述熔覆层与熔化层的厚度比为1:1。

4.根据权利要求1所述的TiBw-Ti复合层，其特征在于，所述熔覆层中，所述TiBw晶粒的形态呈细针状和粗针状，细针直径为300～600nm，粗针大小为1～3μm。

5.根据权利要求1所述的TiBw-Ti复合层，其特征在于，所述TiB₂粉的粒径为0.5～150μm，Ti粉的粒径为1～200μm。

6.根据权利要求5所述的TiBw-Ti复合层，其特征在于，所述基板的材质为钛合金。