[发明专利]镁合金表面激光增材制造不锈钢基复合涂层的方法

权利要求书

1.一种镁合金表面激光增材制造不锈钢基复合涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，制备镁合金基板

选用AZ31镁合金作为基板材料，表面粗糙度为Ra 1.6-3.2µm；

S2，除湿处理粉末

对铝粉、铬粉、钴粉、铁粉、镍粉、钛粉进行烘干，烘干温度80℃，烘干时间120min，烘干过程中采用氩气保护，防止粉末氧化；

S3，制备高熵合金混合粉末

将铝粉、铬粉、钴粉、铁粉、镍粉、钛粉按原子比为1：2：2：2：2：1称取粉末，将按比例称取的金属粉末置于聚四氟乙烯高能球磨罐中进行高能球磨合金化制备Al_0.5CrCoFeNiTi_0.5高熵合金，球磨过程中球磨罐内部抽真空，球料比为1：10，采用氧化锆陶瓷球作为球磨材料，球磨机转速为1200r/min，球磨时间180min；

S4，配料

按照质量比为3：7称取高熵合金粉末和316L不锈钢粉末，置于球磨罐中，采用玛瑙球作为球磨材料，球料比为5：1，转速为50r/min，球磨混粉时间180min，每隔45min反转一次；

S5，混合粉末烘干

烘干高熵合金粉末和316L不锈钢粉末组成的混合均匀的复合粉末，烘干温度80℃，烘干时间120min，每隔40min取出容器翻炒粉末一次，烘干过程中采用氩气保护；

S6，预处理镁合金板

将镁合金基板表面处理至粗糙度值为Ra 1.6µm，用无水乙醇擦洗镁合金基板工作表面及周边，擦洗后晾干；

S7，镁合金表面激光熔融复合粉末

在氩气保护下，采用激光熔覆机在镁合金表面逐层堆积熔覆复合粉末，激光熔覆机包括成型平台（1）、成型缸（2）、刮刀（4）、送粉平台（5）、送粉缸（6）、氩气瓶（8）、氩气阀（9）、氩气输送管（10）、激光发生器（11）、计算机（12）、激光镜（13）、激光振镜（14）和激光聚焦镜（15）；

成型平台（1）与成型缸（2）连接；

送粉平台（5）与送粉缸（6）连接；

成型平台（1）、刮刀（4）和送粉平台（5）均位于成型仓内，成型平台（1）和送粉平台（5）处于同一水平面，刮刀（4）位于成型平台（1）和送粉平台（5）的上方；

氩气瓶（8）和成型仓通过氩气输送管（10）连接，氩气输送管（10）上设置有氩气阀（9）；

激光发生器（11）由计算机（12）控制，激光发生器（11）、激光镜（13）、激光振镜（14）同高度设置；

激光聚焦镜（15）设置在成型仓上，位于成型平台（1）和激光振镜（14）之间；

激光发生器（11）发出的激光，水平穿过激光镜（13），经过激光振镜（14）垂直射至激光聚焦镜（15），穿过激光聚焦镜（15）形成的聚焦光束（16）照射至镁合金基板（3）上；

激光熔覆机的工艺参数为：

激光功率：外轮廓128W，内轮廓128W，填充185W；

扫描速度：外轮廓1000mm/s，内轮廓1000mm/s，填充1200mm/s；

打印层厚：0.03mm；

打印旋转角度：90°；

步骤S7的具体过程如下所述：

①安装刮刀；

②将步骤S6打磨平整的镁合金基板放入成型平台（1）上，固定、调平镁合金基板，前后以及左右误差控制在0.2mm；

③将镁合金基板调到高于成型平台（1）1mm的位置；

④将复合粉末加入成型仓内的送粉平台（5）上，通过调整送粉平台（5）的高度将复合粉末铺平；

⑤通过在镁合金基板上铺粉，观察镁合金基板上粉末的厚度来调整刮刀（4）与镁合金基板的距离，保证刮刀（4）与镁合金基板刚好没有缝隙，然后在镁合金基板上铺上一层粉末；

⑥开启氩气瓶（8），设置气体循环泵的频率为20Hz；

⑦将打印模型切片数据导入激光熔覆机，开启计算机（12），激光发生器（11）发出激光，激光光束通过激光镜（13）、激光振镜（14）以及激光聚焦镜（15）照射到镁合金基板上表面，进行激光熔覆，聚焦光束（16）扫描固熔复合粉末以及镁合金基板后，复合粉末在镁合金基板表面逐层堆积熔覆，形成不锈钢基复合涂层。