[发明专利]在结晶器表面激光快速熔覆制备耐磨抗热复合涂层工艺

摘要

在结晶器表面激光快速熔覆制备耐磨抗热复合涂层工艺，其特点在于利用高功率激光器，通过激光快速扫描在结晶器铜板表面熔覆与基体成冶金结合的良好的韧性打底过渡层，并通过激光宽带熔覆在打底合金表面制备耐磨及抗热性能优良的钴基合金。与常规的工艺相比较，激光束的功率、位置和形状等能够精确控制，易实现选区甚至微区熔覆，且涂层成分不受基体成分干扰和影响，涂层厚度也可准确控制，属于无接触型处理，以及整个过程很容易实现自动控制；另外，激光熔覆工艺对环境无污染、无辐射、低噪声，还具有生产率高、能耗低、熔覆层加工余量小、成品率高以及综合成本低等特点得到广泛的应用。因此，采用激光熔覆技术将产生显著的经济效益和社会效益。

主权项

1、在结晶器表面激光快速熔覆制备耐磨抗热复合涂层工艺，其特征在于利用高功率激光器，通过激光快速扫描在结晶器铜板表面熔覆与基体成冶金结合的良好的韧性打底过渡层，并通过激光宽带熔覆在打底合金表面制备耐磨及抗热性能优良的钴基合金，其工艺过程如下：A、结晶器铜板表面预处理在室温下对结晶器铜板进行酸洗去锈，再将铜板进行酸浸活化，酸浸时间为0.5～1分钟；B、等离子喷涂预沉积打底合金喷涂前先将结晶器铜板用丙酮清洗，然后进行喷砂处理，喷涂时采用氢气做助燃气，氩气做保护气；先将喷枪火苗提高，对样品进行50～100℃预热，然后进行等离子喷涂，喷涂原料为镍基合金粉末，镍基合金打底涂层厚度为0.3～0.4mm；C、高功率激光器快速熔覆打底合金选用高功率CO2激光器，以数控机床为工作台，用有机玻璃烧斑法选取最佳的激光模式，获得稳定的等离子体弧状态，然后利用激光器，以300～700mm/min的扫描速度对喷涂后的铜板进行慢速预热，用红外测温仪测量当预热温度达400～500℃时快速熔覆打底合金；具体工艺参数如下：聚焦镜f＝100～300熔覆功率P＝3000～10000W光斑直径D＝1.2～3mm熔覆扫描速度V＝4～10m/min搭接率40～60％；D、高功率激光器宽带熔覆钴基合金采取送粉方式喂入合金粉末，采用宽带熔覆方法在镍基合金表面熔覆钴基合金，参数为：熔覆功率P＝3000～10000W矩形光斑长×宽＝(2～10)mm×(1～2)mm熔覆扫描速度V＝4～10m/min搭接率40～60％；E、后续热处理激光宽带熔覆钴基合金后要慢速缓冷，在热处理炉中对样品进行250～350℃去应力退火5～7个小时。