[发明专利]一种真空烧结法用于激光熔覆制备涂层工艺的方法

权利要求书

1.一种真空烧结法用于激光熔覆制备涂层工艺的方法，其特征在于：将制成糊状或膏状的待熔覆粉末通过丝网印刷在待熔覆基材表面上，然后烧结以形成预置层，接着进行激光熔融，所述激光熔融是将带有预置层的基材置于激光加工设备中并同时由超声波振动器对准熔池作用，超声波振动器对激光熔覆过程进行超声波辅助下的熔融，产生熔池拟固形成涂层,使所述的预置层与基材实现冶金结合，即得到所需的复合涂层；

具体包括以下步骤：

（1）对基材进行预处理，清理掉基材表面的灰尘、油垢和锈蚀；

（2）以高速切削刀具表面复合梯度涂层例，包括位于基材表面的底层，过渡层，以及面层组成，底层的材料为 NiCrAlMo 镍基自熔合金属粉末，过渡层的材料为 60%NiCrAlMo+20%SiC+20%C 陶瓷基复合金属粉末，面层的材料为 40%SiC +60%C陶瓷基复合粉末；

(3) 粉末处理，将混合粉末置于行星式球磨，再放入干燥箱中烘干 3 h，接着，将混合粉料均匀混入粘接剂以实现待熔覆粉末均匀混合调和成糊状或膏状，备用；

（4）丝网印刷的方式将膏状或糊状的待熔覆粉末以不同形式铺在基材的表面；

(5) 丝网印刷预置在基材表面膏状或糊状的待熔覆粉末在高温烘箱下烘干，后在800-1200℃ 下真空加热硬化12h，烧结以形成预置层；

（6）对所述预置层，在超声波振动器对激光熔覆过程进行超声波辅助下的熔融，产生熔池拟固形成涂层，使所述的预置层与基材实现冶金结合，即得复合涂层；

(7) 复合涂层的基材放置在热处理炉的工作台上进退火热处理；

所述烧结的各工艺参数如下：加热功率 10～ 50kW，升温速率 10～ 30℃/min，烧结温度 800～1200℃，基材预热温度 200～ 400℃，峰值温度保温时间 20～ 360min，印刷厚度3-10μ m,印刷速度 100～ 600 mm/s，粘接剂/粉末 0.2～ 0.6；所采用激光熔覆工艺参数均为：功率800-2500W，氩气流量1200-2400mL /min，烧结层预热温度 200-400℃，扫描速度2-8mm/s，搭接率 10％～50％，激光头倾斜角0-30度，离焦量10-30mm；所采用超声波振动器各工艺参数如下：工作频率范围为5～20kHz，最大输出功率为2000W；热处理的各工艺参数如下：所述退火处理为将激光熔覆复合涂层的基材在热处理炉中在 500～600℃下、保温3～ 6h，然后空冷，进行退火热处理，消除了涂层应力。

2.根据权利要求1所述一种真空烧结法用于激光熔覆制备涂层工艺的方法，其特征在于：所述待熔覆基材表面预先进行打磨，并辅之以丙酮和无水乙醇清洗除去基材表面的油污。

3.根据权利要求1所述一种真空烧结法用于激光熔覆制备涂层工艺的方法，其特征在于：所述印刷时在丝网印版的一端倒入膏状或糊状待熔覆粉末，用刮板对丝网印版上的膏状或糊状待熔覆粉末部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端匀速移动，膏状或糊状待熔覆粉末在移动中被刮板从丝网图文部分的网孔中挤压到基材表面上，形成积层。

4.根据权利要求3所述一种真空烧结法用于激光熔覆制备涂层工艺的方法，其特征在于：所述粘接剂是有机粘接剂或者无机溶胶，所述有机粘接剂用量占预置层总质量的2-8%，所述无机溶胶的用量占预置层总质量的2-8%；所述热处理是复合涂层的基材放置在热处理炉的工作台上进行。