[發明專利]一種激光熔覆原位合成陶瓷相增強銅基熔覆層的制備方法有效
| 申請號： | 201710768090.2 | 申請日： | 2017-08-31 |
| 公開（公告）號： | CN107488852B | 公開（公告）日： | 2019-07-12 |
| 發明（設計）人： | 戰再吉;杜鳳彪;曹海要;王振春 | 申請（專利權）人： | 燕山大學 |
| 主分類號： | C23C24/10 | 分類號： | C23C24/10;B22F1/00;C22C30/02;C22C32/00 |
| 代理公司： | 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237 | 代理人： | 耿小強 |
| 地址： | 066004 河北*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 激光熔覆 熔覆層 制備 原位合成 增強銅基 陶瓷相 熔覆材料 激光 預處理 激光熔覆工藝 陶瓷復合涂層 反應方程式 激光束作用 氬氣 比例配比 充分混合 純銅基體 同步送粉 顯微硬度 冶金結合 原位反應 組織致密 銅基 制造 應用 | ||
1.一種激光熔覆原位合成陶瓷相增強銅基熔覆層的制備方法，其步驟如下：
(1)基體預處理
將純銅基體工作表面，用砂紙打磨、除油、除銹、清洗，得到粗糙度為Ra6.3的清潔表面，然后黑化處理；
(2)配制熔覆粉末
按照反應3HfO2+B4C+4Al＝2Al2O3+2HfB2+HfC進行化學計量比配比，即HfO279.47wt.％、B4C 6.95wt.％、Al 13.58wt.％，稱量，配比；
其中，HfO2、B4C和Al含量之和占總熔覆粉末的20-40wt.％，鎳粉末占總熔覆粉末的30-40wt.％，銅粉末占總熔覆粉末的30-40wt.％；所述B4C為鎳包碳化硼粉末，其中，B4C粉末的質量百分數為60wt.％；
(3)混粉并干燥
將步驟(2)準備的各個組份進行混粉，然后干燥；
(4)激光熔覆
同步送粉激光熔覆，熔覆材料在激光作用下原位反應，生成三相陶瓷；
所述步驟(4)中所述激光熔覆采用半導體光纖激光器，氬氣保護；
所述步驟(4)中所述半導體光纖激光器的波長為1064nm；
所述步驟(4)中所述激光熔覆的工藝參數為：激光功率1600～2400W、掃描速度1～2mm/s、光斑直徑3mm、送粉速率2～4g/min、氬氣流量4～5L/min；
所述步驟(4)所得三相陶瓷的粒度為300～600目。
2.按照權利要求1所述的激光熔覆原位合成陶瓷相增強銅基熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中所述黑化處理指在純銅基體工作表面均勻涂刷一層碳素墨水。
3.按照權利要求2所述的激光熔覆原位合成陶瓷相增強銅基熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中所述HfO2、B4C、Al含量占總熔覆粉末的30wt.％，鎳粉末占總熔覆粉末的35wt.％，銅粉末占總熔覆粉末的35wt.％。
4.按照權利要求1或3所述的激光熔覆原位合成陶瓷相增強銅基熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中所述Al、銅粉和鎳粉的粒度為300～400目。
5.按照權利要求1或3所述的激光熔覆原位合成陶瓷相增強銅基熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中所述HfO2和鎳包碳化硼粉末的粒度為400～600目。
6.按照權利要求1或3所述的激光熔覆原位合成陶瓷相增強銅基熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中所述混粉是通過V型混料機進行，V型混料機的轉速大于0，小于等于20rpm，將配比好的混合粉末進行充分的混合，混粉時間2～4h，混粉后，在真空條件下干燥，干燥溫度120℃，干燥時間120min。
7.按照權利要求1所述的激光熔覆原位合成陶瓷相增強銅基熔覆層的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)所得熔覆粉末的粒度為300～600目。
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