一种等离子与激光复合的增材制造方法技术

本发明专利技术公开了一种等离子与激光复合的增材制造方法，它是按照先等离子熔覆波浪形耐磨带，之后接着激光熔覆不锈钢软质粘结带的循环次序，在耐磨带之间激光熔覆软质波浪形的粘结带，耐磨带和粘结带之间形成搭接区，最终在工作表面形成完整的强韧兼备的、软硬交错相间的波浪结构的的表面层。这样激光熔覆软质粘结带时，可以消减因等离子熔覆形成的残余应力；激光熔覆带冷却时，将残余的拉应力转移到了软质粘结带上，由于软质带的粉末与耐磨带中的非陶瓷相粉末相同，其塑性好，可以通过微量变形释放部分拉应力，同时实现与耐磨带强有力的结合，避免了耐磨带区域的脆性裂纹。避免了耐磨带区域的脆性裂纹。避免了耐磨带区域的脆性裂纹。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子与激光复合的增材制造方法


[0001]本专利技术涉及金属材料加工
，特别是针对海洋平台、轨道交通用的铝合金、铜合金、钛合金等部件，其表面硬度低，需要通过增材制造等方式在表面进行异材复合，提高硬度、耐磨性等。但因其对激光吸收率低，制造效率低，难以在表面实现高效率高质量的增材制造，而且材料的耐磨性、强韧性难以兼顾。

技术介绍

[0002]在海洋、轨道交通、航空航新能源、冶金等领域，高强铝合金、铜合金、钛合金的应用越来越广泛。因为工况复杂、工件形状复杂，单一材料难以满足需要，因此通过焊接加工、再制造表面强化，提高材料的性能，需求越来越迫切。目前，采用激光或者等离子技术进行异材焊接、表面再制造，已经在很多领域广泛应用。然而，对于大型工件，特别是有色金属件，单一的激光束或等离子束，一是在高效率、低变形、高质量焊接或者表面再制造方面，仍然不能满足需求，二是残余应力对于运动和动力部件，特别是在腐蚀环境下，严重影响疲劳寿命。因此，采用激光和等离子复合热源，综合二者的优点，同时对焊缝及再制造表面进行应力消除，有望解决上述矛盾。比如：
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子与激光复合的增材制造方法，其特征在于，它是按照先等离子摆动熔覆波浪形耐磨带，之后接着激光摆动熔覆不锈钢软质粘结带的循环次序，在耐磨带之间激光熔覆软质波浪形的粘结带，耐磨带和粘结带之间形成搭接区，最终在工作表面形成完整的强韧兼备的、软硬交错相间的波浪结构的的表面层，其中：所述的耐磨带由304或者314L等不锈钢粉体粉末和陶瓷相粉末组成，其中304或者314L不锈钢粉体粉末占(20
‑
80)wt％，陶瓷相粉末中WC粉占(15
‑
70)wt％，其余TiB2或/和镍包BN粉末共占5
‑
10wt％；所述的粘结带选取与耐磨带一样的不锈钢粉体粉末。2.如权利要求1所述的等离子与激光复合的增材制造方法，其特征在于，所述的耐磨带和软质粘结带摆动熔覆以后的宽度分别为15
‑
25mm和5
‑
10mm，硬度分别为：700
‑
1100HV和180
‑
200HV，厚度均为1
‑
10mm。3.如权利要求1所述的等离子与激光复合的增材制造方法，其特征在于，所述的不锈钢粉体粉末粒度为40
‑
120μm，陶瓷相WC粉为球型粉粒度为45
‑
100μm，TiB2、镍包BN等粉末粒度为30
‑
50μm。4.如权利要求1所述的等离子与激光复合的增材制造方法，其特征在于，所述的TiB2用TiC、NbC、VC、Al2O3或/和ZrO2代替。5.如权利要求1
‑
3任一所述的等离子与激光复合的增材制造方法，其特征在于，具体步骤为：第一步：粉体准备等离子束熔覆高硬度的耐磨带的粉体成分包括：304或者314L等不锈钢粉和陶瓷相粉末，不锈钢粉粉末粒度为40
‑
120μm，陶瓷相中WC粉末为球型粉粒度为45
‑
100μm，其余TiB2、镍包BN粉末粒度为30
‑
50μm；激光熔覆不锈钢软质粘结带粉体...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔洪芝，高玉龙，孙晓红，宋晓杰，姜迪，马国梁，李宝程，蔺西彦，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：