[发明专利]一种激光－感应复合熔覆制备高强高导铜基合金涂层的方法

摘要

一种激光－感应复合熔覆制备高强高导铜基合金涂层的方法，该方法的特点是：首先，对专用铜基合金粉末进行化学镀镍处理，形成具有核－壳结构的镍包铜基合金粉末，然后，对基体表面进行除油、除锈与表面活化以及化学镀镍处理；最后，采用激光－感应复合熔覆的方法在基体表面制备高强高导铜基合金涂层。本发明具有加工效率高、成本低以及技术经济效益好等优点，在航空、航天、汽车、冶金、电力等广泛使用铝及铝合金、镁及镁合金、铜及铜合金的表面强化与修复领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种激光－感应复合熔覆制备高强高导铜基合金涂层的方法，其特征是方法与步骤为：（1）将专用铜基合金粉末进行酸洗、活化、化学镀镍与烘干处理，形成具有核－壳结构的镍包铜基合金粉末，然后放置于自动送粉器的装料斗内；（2）对基体表面进行除油、除锈、活化与化学镀镍处理，提高基体表面对激光束能量的吸收率，其中基体表面化学镀镍层厚度为8~30μm；（3）将高频感应加热线圈与基体表面之间的距离控制在2~15 mm内，调节感应加热功率，使基体表面被感应加热的温度为500~900℃，同时利用铜管对感应加热区吹入Ar气；（4）将CO2激光器产生的激光束与自动送粉器的粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴将具有核－壳结构的镍包铜基合金粉末吹入激光－感应复合熔覆热源形成的熔池内，当激光－感应复合熔覆热源移开后，熔融的镍包铜基合金粉末快速凝固结晶形成高强高导铜基合金涂层；其中，激光功率2~5 kW，激光扫描速度为1000~5000 mm/min，粉末喷嘴直径3~5.8 mm，激光光斑直径4~6 mm，粉末流量60~180 g/min，粉末喷嘴与基体表面化学镀镍层表面法向间的夹角为37~45°，粉末喷嘴与基体表面化学镀镍层垂直距离为12~20 mm；（5）当激光－感应复合熔覆完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向移动数控机床，其移动的距离为激光光斑直径的40~60%；（6）检测高强高导铜基合金涂层的厚度是否达到预期的要求，如果没有，将激光头沿Z轴方向上升一段距离ΔZ，该距离ΔZ为上一铜基合金涂层的厚度，重复步骤（3）－（5），直到高强高导铜基合金涂层达到所要求的厚度。