[发明专利]一种梯度纳米晶、超细晶涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，包括将金属粉末喷涂到基体，形成冷喷涂涂层，然后在冷喷涂涂层表面进行激光冲击强化处理制得梯度纳米晶、超细晶涂层，所述的激光为脉冲激光，所述的激光波长为1064nm，脉冲宽度为5-20ns。

2.根据权利要求1所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，具体包括：

将金属粉末冷喷涂到基体，形成冷喷涂涂层；将冷喷涂涂层置于数控工作台上，设置激光功率密度，对整个冷喷涂涂层的待加工区域进行激光冲击强化处理，进行多次重复冲击，获得梯度纳米晶、超细晶涂层，涂层厚度为0.5～2mm。

3.根据权利要求1所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，所述的金属粉末为Al、Zn、Cu、Ni、铝合金、锌合金、Fe基合金粉末、铜合金、镍合金粉末中一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，所述的金属粉末的粒径分布范围在1～100μm，平均粒径为5～35μm。

5.根据权利要求1所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，喷涂过程中冷喷涂粉末以400～1200m/s的速度撞击基体。

6.根据权利要求2所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，冷喷涂工艺的条件为：气体压力0.9～4MPa，气体加热温度为200～1000℃，送粉量控制在16～50g/min；喷枪出口处与基体表面的距离控制在5～30mm，喷枪移动速度为15～100mm/s。

7.根据权利要求1所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，冷喷涂涂层表面依次经400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、3000#的SiC砂纸打磨后，置于无水乙醇的容器里进行超声波清洗15～30分钟，然后进行激光冲击强化。

8.根据权利要求2所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，所述的激光功率密度设置为1.5×10⁹W/cm²～6×10⁹W/cm²。

9.根据权利要求2所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法，其特征在于，激光冲击时采用厚度为0.1mm的铝箔或3M胶带作为激光能量吸收层。

10.权利要求1～9任一所述的梯度纳米晶、超细晶涂层的制备方法制备得到的梯度纳米晶、超细晶涂层，纳米晶晶粒尺寸分布范围为10～100nm，超细晶晶粒分布范围为100～1000nm。