[发明专利]一种具有自生纳米颗粒增强的钛合金激光强化涂层

摘要

本发明公开了一种具有自生纳米颗粒增强的钛合金激光强化涂层，所述强化涂层包括致密纳米尺度颗粒增强层和界面过渡层，不含大尺度枝晶增强相，所述致密纳米尺度颗粒增强层具有粒径≤50nm的超细纳米颗粒密堆结构特征，显微观察呈织构状形态分布，其厚度>700μm；界面过渡层位于致密纳米尺度颗粒增强层和钛合金基体之间，厚度介于100‑600μm之间；界面过渡层与致密纳米尺度颗粒增强层之间的硬度过渡为梯度过渡，与钛合金基体之间的硬度过渡也为梯度过渡。本发明的自生纳米颗粒激光强化涂层组织均匀，在提高钛合金表面硬度的同时能够兼顾较厚的强化层厚度和极佳的强度梯度分布行为，从而有利于强化表面长期稳定工作。

主权项

一种具有自生纳米颗粒增强的钛合金激光强化涂层，其制备方法包括如下步骤：(1)对钛合金表面待处理区域进行表面清洁处理；(2)在步骤(1)处理后的钛合金表面待处理区域预置特殊增强材料粉末和粘结剂的混合物，根据表面几何构形进行激光辐照，在激光作用过程中采用保护性气氛对激光作用区进行保护，从而在钛合金表面获得强化涂层；所述特殊增强材料粉末是下列三类物质的混和粉末：①Ti单质、②合金、③含氮化合物，所述的合金选自下列任意几种金属形成的合金：W、Mo、V、Al、Zr、Cr、Ni、Fe，所述的含氮化合物为在500～4000℃能够参加熔池反应并提供N元素的化合物；以特殊增强材料粉末和粘结剂的混合物质量为100％计，其中Ti的质量百分比在40～90％之间，合金的质量百分比在0～16％之间，含氮化合物的质量百分比在0.5～15％之间，并且粘结剂的质量百分比≦50％；所述的具有自生纳米颗粒增强的钛合金激光强化涂层包括致密纳米尺度颗粒增强层和界面过渡层，均不含大尺度枝晶状增强相，所述致密纳米尺度颗粒增强层具有粒径≤50nm的超细纳米颗粒密堆结构特征，显微观察呈织构状形态，其厚度>700μm；界面过渡层位于致密纳米尺度颗粒增强层和钛合金基体之间，厚度介于100‑600μm之间；界面过渡层与致密纳米尺度颗粒增强层之间的硬度过渡为梯度过渡，与钛合金基体之间的硬度过渡也为梯度过渡。