一种激光熔覆镍粉末的方法技术

本发明专利技术涉及激光熔覆技术领域，尤其是一种激光熔覆镍粉末的方法，包括基材熔覆表面预处理、预置熔覆的材料、预热、激光熔化、防开裂调整以及后热处理。本发明专利技术能够有效的改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热以及抗氧化性，能够有效的延长基体材料的使用寿命，同时该方法能够有效的避免基体熔覆层出现开裂的情况发生，且操作的步骤简单，因此有利于推广。

A method of Laser Cladding Nickel Powder

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆镍粉末的方法
本专利技术涉及激光熔覆
，尤其涉及一种激光熔覆镍粉末的方法。
技术介绍
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层。现有市场上的激光熔覆镍粉末的方法在对产品进行熔覆时，无法做到成品防开裂的效果，导致报废率高，影响生产的效果，因此不利于推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种激光熔覆镍粉末的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：设计一种激光熔覆镍粉末的方法，具体的步骤如下：S1、基材熔覆表面预处理：操作人员将待加工基材放置在冲洗池内，利用等离子水进行冲洗，等离子水的流速控制在1-2米每秒，冲洗3-5分钟，将基材放置在事先擦拭过的放置架上进行沥水，沥水的同时采用风机进行全方位的干燥处理；S2、预置熔覆的材料：将熔覆的材料的粉末加入少量的粘结剂模压成片，放置在二氧化碳激光器的物料放置部位，将S1清理后的基材放置在起光器的工件固定处，使得激光器的加工口位于工件的正上方；S3、预热：利用高温加热器对工件的表面进行预热处理，预热的温度在200-300摄氏度，时间控制在2-5分钟，预热时需将工件进行分翻转，使得工件的多个不规则的面均能够进行预热的处理；S4、激光熔化；S5、防开裂调整：包括以下三个部分，具体如下：M1、调整应力状态：对熔覆粉末进行预热，温度控制在100-150摄氏度，能够降低激光处理中的热应力以及抗应力，有利于抑制熔覆裂纹的产生；M2、调整韧性相：在激光熔覆层加入铬、蹦、硅以及铁，其中铬、蹦、硅以及铁的质量分数均为4%，使得开裂的敏感性显著下降，其形成的树枝状非共晶组织可以降低熔覆层开裂敏感性；M3、性能优化：减少熔覆层开裂，采用不同的改进途径，在激光熔覆进行陶瓷涂层时，将陶瓷涂层的厚度控制在0.1-0.2毫米，使得熔覆层内部避免出现孔洞以及变形开裂的情况；S6、后热处理。优选的，S4激光熔化具体包括激光选区熔化设备，其成型原理为在成型之初，利用专用软件对零件的3D数字化模型进行分层离散，通过切片方式获得层轮廓，对层轮廓填充扫描方式，生成层面扫描数据；铺粉刮板将预置于料缸的粉末推送并平铺到成型缸；根据截面扫描数据，计算机控制扫描振镜摆动，使激光束选择性地熔化成型缸中的粉末；选区熔化后，成型缸下降数据；铺粉刮板将预置于料缸的粉末推送并平铺到成型缸；根据截面扫描数据，计算机控制扫描振镜摆动，使激光束选择性地熔化成型缸中的粉末，选区熔化后，成型缸下降。优选的，进行S4激光熔化时，包括的工艺参数有激光功率1100-1150m/s、熔覆的速度控制在1-3cm/min以及送粉的速度控制在0.1-0.15m/s。优选的，进行S4激光熔化时，包括的工艺参数还包括光斑直径、离焦量以及扫描的速度。优选的，S6的后热处理具体包括如下步骤：1）、退火：将产品加热到600-800摄氏度，并保温2-3小时，然后使它慢慢冷却，产品的退火是将产品加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法；2）、正火：正火是将产品加热到1100摄氏度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法；3）、淬火；4）、回火。优选的，淬火是将产品加热到1200摄氏度以上，保温3-4小时，然后很快放入淬火剂中，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。优选的，回火将已经淬火的产品重新加热到700-800摄氏度，再用一定方法冷却称为回火。本专利技术提出的一种激光熔覆镍粉末的方法，有益效果在于：本专利技术能够有效的改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热以及抗氧化性，能够有效的延长基体材料的使用寿命，同时该方法能够有效的避免基体熔覆层出现开裂的情况发生，且操作的步骤简单，因此有利于推广。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1一种激光熔覆镍粉末的方法，具体的步骤如下：S1、基材熔覆表面预处理：操作人员将待加工基材放置在冲洗池内，利用等离子水进行冲洗，等离子水的流速控制在1米每秒，冲洗3分钟，将基材放置在事先擦拭过的放置架上进行沥水，沥水的同时采用风机进行全方位的干燥处理；S2、预置熔覆的材料：将熔覆的材料的粉末加入少量的粘结剂模压成片，放置在二氧化碳激光器的物料放置部位，将S1清理后的基材放置在起光器的工件固定处，使得激光器的加工口位于工件的正上方；S3、预热：利用高温加热器对工件的表面进行预热处理，预热的温度在200摄氏度，时间控制在2分钟，预热时需将工件进行分翻转，使得工件的多个不规则的面均能够进行预热的处理；S4、激光熔化：具体包括激光选区熔化设备，其成型原理为在成型之初，利用专用软件对零件的3D数字化模型进行分层离散，通过切片方式获得层轮廓，对层轮廓填充扫描方式，生成层面扫描数据；铺粉刮板将预置于料缸的粉末推送并平铺到成型缸；根据截面扫描数据，计算机控制扫描振镜摆动，使激光束选择性地熔化成型缸中的粉末；选区熔化后，成型缸下降数据；铺粉刮板将预置于料缸的粉末推送并平铺到成型缸；根据截面扫描数据，计算机控制扫描振镜摆动，使激光束选择性地熔化成型缸中的粉末，选区熔化后，成型缸下降，激光熔化时，包括的工艺参数有激光功率1100m/s、熔覆的速度控制在1cm/min以及送粉的速度控制在0.1m/s、光斑直径、离焦量以及扫描的速度，这些参数对熔覆层的稀释率、裂纹、表面粗糙度以及熔覆零件的致密性等有很大影响，各参数之间也相互影响，是一个非常复杂的过程，须采用合理的控制方法将这些参数控制在激光熔覆工艺允许的范围内，激光熔覆有3个重要的工艺参数熔覆速度V与激光功率P有相似的影响，熔覆速度过高，合金粉末不能完全融化，未起到优质熔覆的效果；熔覆速度太低，熔池存在时间过长，粉末过烧，合金元素损失，同时基体的热输入量大，会增加变形量，激光熔覆参数不是独立的影响熔覆层宏观和微观质量，而是相互影响的，为了说明激光功率P、光斑直径D和熔覆速度V三者的综合作用，提出了比能量Es的概念，即：Es=P/(DV)即单位面积的辐照能量，可将激光功率密度和熔覆速度等因素综合在一起考虑，比能量减小有利于降低稀释率，同时与熔覆层厚度也有一定的关系，在激光功率一定的条件下，熔覆层稀释率随光斑直径增大而减小，当熔覆速度和光斑直径一定时，熔覆层稀释率随激光束功率增大而增大，另外，随着熔覆速度的增加，基体的融化深度下降，基体材料对熔覆层的稀释率下降，在多道激光熔覆中，搭接率是影响熔覆层表面粗糙度的主要因素，搭接率提高，熔覆层表面粗糙度降低，但搭接部分的均匀性很难得到保证，熔覆道之间相互搭接区域的深度与熔覆道正中的深度有所不同，从而影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔覆镍粉末的方法，其特征在于，具体的步骤如下：/nS1、基材熔覆表面预处理：操作人员将待加工基材放置在冲洗池内，利用等离子水进行冲洗，等离子水的流速控制在1-2米每秒，冲洗3-5分钟，将基材放置在事先擦拭过的放置架上进行沥水，沥水的同时采用风机进行全方位的干燥处理；/nS2、预置熔覆的材料：将熔覆的材料的粉末加入少量的粘结剂模压成片，放置在二氧化碳激光器的物料放置部位，将S1清理后的基材放置在起光器的工件固定处，使得激光器的加工口位于工件的正上方； S3、预热：利用高温加热器对工件的表面进行预热处理，预热的温度在200-300摄氏度，时间控制在2-5分钟，预热时需将工件进行分翻转，使得工件的多个不规则的面均能够进行预热的处理；/nS4、激光熔化；/nS5、防开裂调整：包括以下三个部分，具体如下：/nM1、调整应力状态：对熔覆粉末进行预热，温度控制在100-150摄氏度，能够降低激光处理中的热应力以及抗应力，有利于抑制熔覆裂纹的产生；/nM2、调整韧性相：在激光熔覆层加入铬、蹦、硅以及铁，其中铬、蹦、硅以及铁的质量分数均为4%，使得开裂的敏感性显著下降，其形成的树枝状非共晶组织可以降低熔覆层开裂敏感性；/nM3、性能优化：减少熔覆层开裂，采用不同的改进途径，在激光熔覆进行陶瓷涂层时，将陶瓷涂层的厚度控制在0.1-0.2毫米，使得熔覆层内部避免出现孔洞以及变形开裂的情况；/nS6、后热处理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆镍粉末的方法，其特征在于，具体的步骤如下：
S1、基材熔覆表面预处理：操作人员将待加工基材放置在冲洗池内，利用等离子水进行冲洗，等离子水的流速控制在1-2米每秒，冲洗3-5分钟，将基材放置在事先擦拭过的放置架上进行沥水，沥水的同时采用风机进行全方位的干燥处理；
S2、预置熔覆的材料：将熔覆的材料的粉末加入少量的粘结剂模压成片，放置在二氧化碳激光器的物料放置部位，将S1清理后的基材放置在起光器的工件固定处，使得激光器的加工口位于工件的正上方；S3、预热：利用高温加热器对工件的表面进行预热处理，预热的温度在200-300摄氏度，时间控制在2-5分钟，预热时需将工件进行分翻转，使得工件的多个不规则的面均能够进行预热的处理；
S4、激光熔化；
S5、防开裂调整：包括以下三个部分，具体如下：
M1、调整应力状态：对熔覆粉末进行预热，温度控制在100-150摄氏度，能够降低激光处理中的热应力以及抗应力，有利于抑制熔覆裂纹的产生；
M2、调整韧性相：在激光熔覆层加入铬、蹦、硅以及铁，其中铬、蹦、硅以及铁的质量分数均为4%，使得开裂的敏感性显著下降，其形成的树枝状非共晶组织可以降低熔覆层开裂敏感性；
M3、性能优化：减少熔覆层开裂，采用不同的改进途径，在激光熔覆进行陶瓷涂层时，将陶瓷涂层的厚度控制在0.1-0.2毫米，使得熔覆层内部避免出现孔洞以及变形开裂的情况；
S6、后热处理。


2.根据权利要求1所述的一种激光熔覆镍粉末的方法，其特征在于，所述S4激光熔化具体包括激光选区熔化设备，其成型原理为在成型之初，利用专用软件对零件的3D数字化模型进行分层离散，通过切片方式获得层轮廓，对层轮廓填充扫描方式，生成层面扫描数据；铺粉刮板将预置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：包仲南，徐泷，黄伟，马德高，陈昊，玉晓波，
申请(专利权)人：瓯锟科技温州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33