[发明专利]一种利用LaB6对钛基激光熔覆涂层进行改性的方法

说明书

本发明公开了一种利用LaB₆对钛基激光熔覆涂层进行改性的方法，包括步骤1、LaB₆预先添加在激光熔覆粉末中制备混合粉末；步骤2、对钛合金板基板表面进行打磨和清洗；步骤3、将步骤1所述混合粉末涂覆在步骤2所述钛合金基板表面，进行激光熔覆得到改性后的钛合金基板；步骤4、对步骤3所述改性后的钛合金基板进行摩擦磨损试验。本发明通过细化晶粒、固O及晶粒更均匀的分布，提升了钛基激光熔覆涂层的硬度、塑韧性、耐磨性及抗高温氧化性等性能。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其涉及一种利用LaB₆对钛基激光熔覆涂层进行改性的方法。

背景技术

钛合金由于良好的强度-重量比、优异的耐腐蚀性能等，在工业领域的各个部门已经得到了较为广泛的应用。然而，目前由于钛合金本身具有耐磨性较差、高温下易氧化的缺陷限制了钛合金部件在磨损或高温条件下的应用。

随着激光技术的发展，激光熔覆技术已被广泛的应用于钛合金零件表面的改性，可以较为有效地提高其表面耐磨性、抗腐蚀性、抗氧化性能等。其中钛基复合材料涂层得到了广泛应用，它包含陶瓷等其他第二相颗粒，可有效提高涂层的综合性能。然而涂层的韧性有所降低，且第二相与基体之间具有一定的物理性质差异，会引起较大的裂纹倾向。晶粒细化是一种有效的降低裂纹倾向提高涂层性能的方法。添加稀土元素的方法在近年来得到了关注和一定的应用，在激光熔覆领域绝大多数稀土添加方式还是以直接添加稀土氧化物的方式，存在着分布不均匀、与基体的润湿结合不够好等缺陷。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新的稀土元素添加方式，用于对钛基激光熔覆复合涂层进行组织性能改善具有重大的意义，可以大大扩展钛合金在工业领域的应用范围，延长其服役寿命，降低全周期成本。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提高钛基激光熔覆涂层的硬度、塑韧性、耐磨性及抗高温氧化性。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用LaB₆对钛基激光熔覆涂层进行改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、LaB₆预先添加在激光熔覆粉末中制备混合粉末；

步骤2、对钛合金板基板表面进行打磨和清洗；

步骤3、将步骤1所述混合粉末涂覆在步骤2所述钛合金基板表面，进行激光熔覆得到改性后的钛合金基板；

步骤4、对步骤3所述改性后的钛合金基板进行摩擦磨损试验。

进一步地，步骤1所述LaB₆添加的质量分数为1-5％。

进一步地，步骤1所述LaB₆的粒径为30-75μm。

进一步地，步骤1所述激光熔覆粉末为Ti+AlB₂。

进一步地，步骤1所述制备混合粉末方法为球磨，其中球料比2-4:1，转速200-400转/分钟，球磨时间120-180分钟。

进一步地，步骤2所述钛合金板基板为TC4，所述钛合金板基板尺寸为200mm×80mm×20mm。

进一步地，步骤2所述打磨为砂轮机打磨。

进一步地，步骤2所述清洗为用丙酮清洗。

进一步地，步骤3所述激光熔覆采用8kW高功率半导体激光熔覆系统，其中扫描速度2-7mm/s，激光功率1-5kW，送粉速率10-20g/min，并在氩气保护下进行。

进一步地，步骤4所述摩擦磨损试验选用的摩擦副为刚玉陶瓷，试验载荷50N，转速200rpm，试验时间为60min。