一种铜合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺制造技术

本发明专利技术提供一种铜合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺，包括如下步骤：S1：首先将待加工工件表面打磨光滑；S2：采用高能电弧熔丝沉积成型工艺在待加工工件表面形成铜合金沉积层；S3：将所述铜合金沉积层进行磨平处理；S4：采用激光器对磨平后的铜合金沉积层进行激光重熔，消除内部缺陷，得到重熔沉积层。本专利结合了高能微弧与激光重熔的优势，及保证沉积层制备效率，又提高了沉积层的质量。本专利可用于铜合金的修复及防护。

【技术实现步骤摘要】
一种铜合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺
本专利技术涉及合金材料加工及保护
，具体而言是对合金构件表面损伤进行修复及防护层制备工艺，尤其涉及一种铜合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺。
技术介绍
目前合金的沉积层制备多数都采用堆焊技术、电火花沉积技术、电刷镀技术和喷涂技术，虽然堆焊技术效率较高、结合强度高、成本较低，但热输入大，易造成基体变形；而电火花沉积技术虽然热影响小，但沉积效率低、沉积厚度薄；电刷镀技术修复精度高，但沉积效率较低且易造成污染；喷涂技术修复层厚度大，但沉积层内可能会存在较多缺陷。高能微弧沉积技术以其热影响小，沉积层与基体形成冶金结合等优点在铜合金修复强化中得到广泛应用，但是传统高能微弧沉积层之间结合强度低，多次沉积时容易脱落，其厚沉积层的硬度和耐磨性难以满足使役性能要求。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种合金表面高能微弧沉积层制备及激光后处理强化工艺。本专利技术主要利用高能微弧技术制备沉积层并对其进行激光重熔处理。本专利技术采用的技术手段如下：一种合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺，包括如下步骤：S1：首先将待加工工件表面打磨光滑；S2：采用高能电弧熔丝沉积成型工艺在待加工工件表面形成铜合金沉积层；S3：将所述铜合金沉积层进行磨平处理；S4：采用激光器对磨平后的铜合金沉积层进行激光重熔，消除内部缺陷，得到重熔沉积层。在所述步骤S4中，激光熔融的具体工艺为：在使用保护气的条件下用激光器发出的激光束对铜合金沉积层进行扫描熔化处理，在所有铜合金沉积层全部扫描融化处理结束后，快速冷凝，得到重熔沉积层。激光器参数为：功率500～4000W，扫描速度5～30mm/s，光斑直径3mm，氩气流量5～20L/min。高能电弧熔丝沉积成型工艺，主要采用高能微弧电源和与其连接的沉积枪，在所述步骤S2中高能电弧熔丝沉积成型工艺中采用的高能微弧电源参数为：功率2600～3800W、占空比0.65-0.95、频率1.0～2.5Hz；在所述步骤S2中形成的合金沉积层厚度为2～3mm。本专利结合了高能微弧与激光重熔的优势，既保证了沉积层的制备效率，同时又提高了沉积层的质量。本专利可用于铜及其合金修复及防护。基于上述理由本专利技术可在合金材料加工等领域广泛推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施方式中激光重熔前后硬度变化图。图2为本专利技术具体实施方式中激光重熔前后磨损率变化图。图3为本专利技术具体实施方式中激光重熔前后磨痕对比图：其中图(a)表示未重熔沉积磨痕三维形貌，图(b)表示重熔沉积层磨痕三维形貌，图(c)表示未重熔沉积层磨痕整体形貌，图(d)表示未重熔沉积磨痕微观形貌，图(e)表示重熔沉积层磨痕整体形貌，图(f)表示重熔沉积层磨痕微观形貌。图4为本专利技术具体实施方式中激光重熔原理图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。如图1～4所示，本专利技术提供了一种合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺，包括如下步骤：S1：首先将待加工工件表面打磨光滑；S2：采用高能电弧熔丝沉积成型工艺在待加工工件表面形成铜合金沉积层；S3：将所述铜合金沉积层进行磨平处理；S4：采用激光器对磨平后的铜合金沉积层进行激光重熔，消除内部缺陷，得到重熔沉积层。高能电弧熔丝沉积成型工艺，主要采用高能微弧电源和与其连接的沉积枪，在所述步骤S2中高能电弧熔丝沉积成型工艺中采用的高能微弧电源参数为：功率3400W本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：首先将待加工工件表面打磨光滑；/nS2：采用高能电弧熔丝沉积成型工艺在待加工工件表面形成铜合金沉积层；/nS3：将所述铜合金沉积层进行磨平处理；/nS4：采用激光器对磨平后的铜合金沉积层进行激光重熔，消除内部缺陷，得到重熔沉积层。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：首先将待加工工件表面打磨光滑；
S2：采用高能电弧熔丝沉积成型工艺在待加工工件表面形成铜合金沉积层；
S3：将所述铜合金沉积层进行磨平处理；
S4：采用激光器对磨平后的铜合金沉积层进行激光重熔，消除内部缺陷，得到重熔沉积层。


2.根据权利要求1所述的一种铜合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺，其特征在于：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓明，王文宇，郭迎春，常青，赵阳，韩国峰，任智强，朱胜，周克兵，臧艳，何东昱，尹国明，高雪松，杨柏俊，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装甲兵学院，
类型：发明
国别省市：北京;11