[发明专利]一种激光增材非晶合金的制备方法

摘要

本发明涉及一种激光增材非晶合金的制备方法，是针对非晶合金块体制备尺寸的限制，采用非晶态带状合金，激光增材技术，制备非晶合金块体，此制备方法工艺新颖先进，数据准确翔实，激光增材技术效果好，质量高，耐磨性比碳素钢基体提高4倍，是先进的制备非晶合金块体的方法。

主权项

1.一种激光增材非晶合金的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：碳素钢板、铁基非晶薄带、二氧化碳、氮气、氩气、无水乙醇，其组合准备用量如下：以毫米、毫升、厘米3为计量单位制备方法如下：(1)表面预处理碳素钢板①以碳素钢板为基板，将碳素钢板置于钢质平板上，打磨修整碳素钢板正反表面及周边，确定工作表面；②在喷砂机上，用石英砂喷砂粗化处理碳素钢板工作表面，表面粗糙度为Ra0.16-0.32μm；③用无水乙醇擦洗碳素钢工作表面及周边，使其洁净，擦洗后晾干；(2)非晶薄带表面预处理用无水乙醇清洗非晶薄带表面，使其洁净，擦洗后晾干；(3)碳素钢板表面预置非晶薄带①将碳素钢板置于激光机的工作台上，工作表面朝上，调整好激光机的X、Y、Z坐标距离，并固定；②将第一层铁基非晶薄带平展预置于碳素钢板工作表面，并在两端面固定；③调整氩气管角度，氩气管对准激光聚焦点；④调整聚焦镜激光束尖端垂直对准碳素钢板工作表面，调整激光束与碳素钢板预置的非晶薄带表面焦距为70mm；(4)碳素钢板表面激光增材非晶薄带①调整激光机的激光镜、反射镜、聚焦镜角度、聚焦镜垂直对准非晶薄带上部；②安装调整氩气瓶、氩气管位置及角度，氩气管与聚焦光束的夹角为30°；③开启二氧化碳气体瓶、氮气瓶、氩气瓶，向激光发生器内输入混合气体，气体混合比例为：二氧化碳气体：氮气：氩气＝1:8:7，混合气体输入速度为300cm3/min；④开启冷却水箱，向激光发生器内输入冷却水，并循环冷却；⑤开启激光机控制器，激光发生器发出激光，激光光束通过激光镜、反射镜、聚焦镜照射到非晶薄带上部表面，进行激光熔覆：激光波长：10.6μm；激光束输出功率：1-2KW；光斑直径：2mm；正离焦量：+20mm；扫描速度：450mm/min；瞬时固熔时间：0.1s；⑥开启第一氩气瓶，对激光熔覆进行气体保护，氩气输入速度200cm3/min；(5)激光束扫描照射固熔后，铁基非晶薄带在碳素钢板工作表面逐层堆积熔覆，形成非晶合金块体材料；①激光束扫描照射非晶薄带、碳素钢板后，非晶薄带在碳素钢板表面固化，然后在25℃下冷却；继续在熔覆层表面铺设第二层非晶薄带，继续用激光束进行照射固化，然后在25℃下冷却；逐层在熔覆层表面铺设，继续用激光束进行照射固熔，每次均在25℃冷却；非晶薄带铺设层共30层，激光束照射固熔30次，每次冷却温度均为25℃；②将冷却固化的铁基非晶合金块体置于玻璃平板上，用细砂纸打磨铁基非晶合金块体表面，表面粗糙度为Ra 0.16-0.32μm；③将打磨的铁基非晶合金块体置于抛光机上进行抛光，抛光剂为金刚石研磨膏，抛光材料为尼龙布，抛光机转速500r/min,抛光时间30min；④清洗，用无水乙醇清洗铁基非晶合金块体表面，清洗后晾干；(6)检测、分析、表征对激光增材成形的铁基非晶合金块体表面进行形貌、物相分析和表征；用扫描电镜对铁基非晶合金块体表面形貌进行观察分析；用X射线衍射仪对铁基非晶合金块体表面进行物相分析；结论：激光增材制造的铁基非晶合金块体主要由非晶形态组成，附有少量晶体，耐磨性比碳素钢基体提高4倍。