[发明专利]一种耐磨减摩的激光熔覆涂层制备工艺

说明书

本发明公开了一种耐磨减少摩擦系数的激光熔覆涂层制备工艺，使用LAM‑400S送粉式金属打印机制备涂层。采用同轴送粉的方式将混合粉末送入激光熔池，在基体表面形成致密均匀无缺陷的耐磨减摩的激光熔覆涂层。激光熔覆工艺具有通过快速加热冷却获得极细的显微组织，产生较小的基材热影响区和涂层稀释率，从而获得其他工艺方法难以得到的表面性能。

技术领域

本发明涉及激光熔覆领域，具体是一种增加耐磨度、降低摩擦系数、具有自润滑功能的激光熔覆涂层制备工艺。

背景技术

在日益成熟的现代机械化生产中，摩擦学性能的高低甚至是决定某项新型技术能否成功的关键。随着科学技术的发展，要求摩擦副能在极端工况条件（如高承载、高速度、高真空、高低温、强辐射等）下工作。特殊工况下发生的摩擦状况各有其特点，因而对润滑剂提出了苛刻的要求，而润滑油、润滑脂几乎无法满足这些要求。

固体润滑是用固体微粉、薄膜或者复合材料代替润滑油脂，隔离相对运动的摩擦面以达到减摩、耐磨的目的；金属基自润滑复合材料是以具有高强度的耐热合金作为基体，以固体润滑剂作为分散相，通过一定工艺制备而成的具有一定强度的复合材料。其中金属基体起支撑负荷和粘结剂的作用，固体润滑剂起减摩作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨减摩的激光熔覆涂层制备工艺，使用激光熔覆方法在基体上进行耐磨减摩激光熔覆涂层。获得与基体结合力好，性能优异的涂层。所获得涂层晶粒细小，显微组织细密，这种结构具有更优良的耐磨性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐磨减摩激光熔覆涂层制备工艺，包括以下几个步骤。

（1）使用耐磨性能好，有减小摩擦力作用的合金粉末，合金粉末的主体是锡基巴氏合金，另外按照质量百分数加入一定量的Ag,Al₂O₃粉末，粉末各种元素的质量百分数为：

Sn70%-75%,Sb10%- 15%,Cu1%-3%，Ag1%-5%，Al₂O₃1%-5%。；总的质量百分数为100%。

（2）对基体进行预处理；先用砂纸打磨，祛除表面的污垢和氧化层，然后用无水乙醇清洗，吹干待用。

（3）使用激光熔覆机器，采用同轴送粉或是预置式送粉的方式，把粉末（1）送入熔池，在基体表面形成致密均匀的耐磨减摩的激光熔覆涂层，工艺参数如下所示：熔覆功率700-2000W；光斑直径D=1-3mm；扫描速度V=100-1000mm/min；搭接率40%——75%。

（4）对步骤（3）中熔覆完成的涂层进行裂纹探伤检测，判断有无缺陷裂纹的产生。

（5）在激光熔覆涂层上按照基体所需要的要求进行加工。

进一步的，步骤（1）中锡基巴氏合金具有自润滑的特性。

进一步的，步骤（1）中使用行星式球磨机对粉末进行研磨，粉末的颗粒度为45μm—105μm，并对合金粉末进行气雾化处理。

进一步的，步骤（2）中所使用的基体为GCr15钢，基体尺寸为20mm×50mm×10mm。

进一步的，步骤（3）中激光熔覆工艺中的氩气保护气流量为1-15L/min。

本发明采用激光熔覆工艺，由于熔覆完成之后，快速冷却，可以减少成分偏析，有助于得到组织致密均匀的涂层；熔覆过程中，热影响区小，Cu元素具有减小摩擦的作用效果；耐磨性能优异，具有自润滑性能的锡基巴氏合金粉末；在减小摩擦系数的同时，由于加入了硬质颗粒Al₂O_3，使熔覆层的耐磨性有所提高。

与现有技术相比，本发明的优异效果是：