[发明专利]一种应用激光熔覆技术制备镍基合金粉末涂层的方法

说明书

本发明属于激光加工技术领域，尤其是一种应用激光熔覆技术制备镍基合金粉末涂层的方法，针对现有的火焰喷焊镍基合金涂层加工的平衡盘和抗磨环表面质量差，且零件变形大，合金粉消耗高的问题，现提出如下方案，本发明激光熔覆的基材为φ7.5mmX76mm的45钢正火状态的圆棒，首先采用火焰热喷涂方法，将牌号为FZNCr60A的镍基自熔性合金粉末喷涂在试样表面,粉末粒直径为50～100Hm,喷涂层厚度0.35mm,然后在JCS‑033型数控热处理机上进行激光熔覆涂层，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度5mm/s,搭接率为20％，用激光熔覆涂层技术制作的平衡盘和抗磨环表面质量好,零件变形小,合金粉末消耗降低,零件加工量减少,经济效益和社会效益明显。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种应用激光熔覆技术 制备镍基合金粉末涂层的方法。

背景技术

激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置 选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快 速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而 显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等 的工艺方法。激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发 展而兴起的一种新的表面改性技术，是指激光表面熔覆技术是在激光 束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，光束移 开后自激冷却形成稀释率极低，与基体材料呈冶金结合的表面涂层， 从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一 种表面强化方法[.如对60#钢进行碳钨激光熔覆后，硬度最高达 2200HV以上，耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面 激光熔覆CoCrSiB合金后，将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对 比，发现前者的耐蚀性明显高于后者，激光熔覆技术是一种经济效益 很高的新技术，它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而 不影响基体的性质，降低成本，节约贵重稀有金属材料，因此，世界 上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视；

应用于激光熔覆的激光器主要有CO2激光器和固体激光器(主要 包括碟片激光器，光纤激光器和二极管激光器，老式灯泵浦激光器由 于光电转化效率低，维护繁琐等问题已逐渐淡出市场)。对于连续CO2 激光熔覆，国内外学者已做了大量研究.高功率固体激光器的研制发 展迅速，主要用于有色合金表面改性。据文献报道，采用CO2激光进 行铝合金激光熔覆，铝合金基体在CO2激光辐照条件下容易变形，甚 至塌陷。固体激光器，特别是碟片激光器输出波长为1.06μm，较CO2 激光波长小1个数量级，因而更适合此类金属的激光熔覆；

现有的火焰喷焊镍基合金涂层加工的平衡盘和抗磨环表面质量 差，且零件变形大，合金粉消耗高，为此我们提出一种应用激光熔覆 技术制备镍基合金粉末涂层的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种 应用激光熔覆技术制备镍基合金粉末涂层的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

试样材料与试样制备：激光熔覆的基材为φ7.5mmX76mm的45钢 正火状态的圆棒，首先采用火焰热喷涂方法，将牌号为FZNCr60A的 镍基自熔性合金粉末喷涂在试样表面,粉末粒直径为50～100Hm,喷涂 层厚度0.35mm,然后在JCS-033型数控热处理机上进行激光熔覆涂 层，激光功率为1200W，光斑直径4mm，扫描速度5mm/s,搭接率为20％， 最后将激光熔覆后的试样磨削至850.01mmX56mm，表面粗糙度 Ra＝0.8Hm；