[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

说明书

本发明提供一种镁合金表面激光增材制造不锈钢基复合涂层的方法，属于有色金属制备的技术领域，本发明采用激光为热源，316L不锈钢作为基体材料，在不锈钢基体材料中添加由铝、铬、钴、铁、镍、钛通过高能球磨合金化制备的Alsubgt;0.5/subgt;CrCoFeNiTisubgt;0.5/subgt;高熵合金颗粒，在镁合金表面制备高熵合金增强不锈钢基涂层，以提高镁合金的耐腐蚀性和耐磨损性能，拓宽镁合金的应用领域。

技术领域

本发明属于有色金属表面涂层制备的技术领域，具体公开了一种镁合金表面激光增材制造不锈钢基复合涂层的方法。

背景技术

镁合金具有低的密度、高的比强度和比刚度，在航空航天、汽车制造、武器装备等领域的结构轻量化设计方面有着广泛的潜在应用前景。然而，镁合金的耐腐蚀性能和耐磨性能较差，这在一定程度上限制了镁合金的应用。

不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和优异的力学性能，将硬质颗粒添加到不锈钢基体当中可制备成不锈钢基复合材料。目前，作为硬质颗粒的材料主要有陶瓷颗粒和高熵合金颗粒，高熵合金颗粒具有高的硬度、良好的耐磨和耐腐蚀性能以及与金属基体之间良好的界面相容性。因此，将高熵合金颗粒添加到不锈钢基体中可制备出性能优异的高熵合金颗粒增强不锈钢基复合涂层。

发明内容

本发明的目的是针对镁合金耐腐蚀性能和耐磨损性能差的问题，提供一种镁合金表面激光增材制造不锈钢基复合涂层的方法，采用激光增材制造技术在镁合金表面制备高熵合金颗粒增强的不锈钢基复合涂层，以提高镁合金的耐腐蚀性和耐磨损性能，拓宽镁合金的应用领域。

为实现上述目的，本发明提供一种镁合金表面激光增材制造不锈钢基复合涂层的方法，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，干燥温度80℃，干燥时间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10：1，采用氧化锆陶瓷球作为对磨材料，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，采用玛瑙球作为对磨材料，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，干燥温度80℃，干燥时间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；