一种激光熔覆方法及其制备的激光熔覆涂层和应用技术

本发明专利技术公开了一种激光熔覆方法及其制备的激光熔覆涂层和应用。本发明专利技术激光熔覆方法包括如下步骤：将激光熔覆合金粉送入光纤耦合激光器，设置初始激光熔覆工艺得到熔覆涂层厚度L0；其中，初始激光熔覆工艺包括扫描速度V0；拟合得到熔覆涂层厚度L0和扫描速度V0之间的关系为公式I；根据模具磨损参数，确定所需熔覆涂层厚度L；计算出所需扫描速度V；拟合得到激光能量E'和扫描速度V'之间的关系为公式II；计算出所需激光能量E；通过公式III计算得到所需激光功率P；根据所需激光功率P进行激光熔覆，得到激光熔覆涂层。本发明专利技术激光熔覆方法，能耗低。本发明专利技术的激光熔覆涂层与基体冶金结合无表面宏观裂纹。宏观裂纹。宏观裂纹。

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆方法及其制备的激光熔覆涂层和应用


[0001]本专利技术涉及激光加工
，更具体地，涉及一种激光熔覆方法及其制备的激光熔覆涂层和应用。

技术介绍

[0002]在工程机械领域中，会使用一种中合金热作模具钢4Gr5MoSiV1(钢号为H13)作为零部件的生产模具，由于热作模具在生产过程中受到温差大、循环冲压载荷大以及摩擦磨损率高等因素的影响，使得热作模具在真正到寿之前就因工作面磨损而降低零部件的精度甚至无法使用。
[0003]对磨损表面使用激光熔覆制备涂层进行修复是可行的方法，然而激光熔覆工艺制备的涂层常常会存在裂纹与开裂等严重缺陷。现有技术中为了解决激光熔覆涂层出现裂纹与开裂的问题，通常采用对基体以及粉末进行预热、在粉末中加入稀土、熔覆过程使用电磁搅拌和梯度熔覆等一种或多种复合工艺，然而，采用上述工艺会增加工时与成本，因此目前采用激光熔覆工艺去修复热作模具依然存在着质量与成本矛盾的问题而不能大规模应用生产。
[0004]现有技术CN111020568A提供了一种抑制熔覆涂层开裂的激光熔覆方法，其在前处理、熔覆和后处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将激光熔覆合金粉送入光纤耦合激光器，设置初始激光熔覆工艺得到熔覆涂层厚度L0；其中，初始激光熔覆工艺包括扫描速度V0；S2.根据熔覆涂层厚度L0和扫描速度V0拟合得到熔覆涂层厚度L0和扫描速度V0之间的关系为公式I；S3.根据模具磨损参数，确定所需熔覆涂层厚度L；S4.根据所需熔覆涂层厚度L和公式I，计算出所需扫描速度V；S5.根据激光能量E'和扫描速度V'拟合得到激光能量E'和扫描速度V'之间的关系为公式II；S6.根据所需扫描速度V和公式II计算出所需激光能量E；S7.根据所需扫描速度V和所需激光能量E，通过公式III计算得到所需激光功率P；S8.根据所需激光功率P进行激光熔覆，得到激光熔覆涂层；其中，S1.中激光熔覆合金粉由镍基自熔性合金粉末和铸造WC粉末混合而成，其中铸造WC粉末的质量为镍基自熔性合金粉末的8～12％；S1.中初始激光熔覆工艺包括：离焦量：
‑
15mm～0mm、搭接率15％～25％、送粉速度S0＝5g/min～6g/min；S5.中激光能量E'为得到无裂纹激光熔覆涂层的激光能量；公式I为L0＝a1*V
02
‑
b1*V0+c1；公式II为E'＝a2*V'2‑
b2*V'+c2，E的单位为g
·
J/(min
·
mm2)；公式III为P＝(E*π*D
min2
*V)/(8*S*r)，D
min
为光纤耦合激光器的最小光斑直径，S为激光熔覆合金粉的实际受热面积，r为熔覆成涂层的合金粉与光纤耦合激光器供粉的质量比。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，a1＝0.000115～0.000171，b1＝0.0351736～0.0527604，c1＝3.5992～5.3988，公式I为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李镭昌，魏昕，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：