基于高速粒子/高能激光同步耦合沉积半固态涂层的方法技术

技术编号:36250577 阅读:99 留言:0更新日期:2023-01-07 09:43
本发明专利技术公开了一种基于高速粒子/高能激光同步耦合沉积半固态涂层的方法,该方法是将高效和低热量输入的冷喷涂技术以及高能量密度的激光束相互耦合,即在保证颗粒沉积过程中达到亚音速的状态,降低颗粒速度和提高激光功率保证颗粒能够在沉积中吸收足够的激光能量,使颗粒间边界熔合,涂层结合方式以冶金结合为主,颗粒内部仍然保持固态沉积特性,使涂层在不产生较高相变和稀释的同时提高其结合强度,从而极大地提高涂层的综合性能。从而极大地提高涂层的综合性能。从而极大地提高涂层的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
基于高速粒子/高能激光同步耦合沉积半固态涂层的方法


[0001]本专利技术属于激光表面改性及增材制造
,具体涉及一种基于高速粒子/高能激光同步耦合沉积半固态涂层的方法。

技术介绍

[0002][0003]冷喷涂(cold spray,CS)技术又称为冷气动力学喷涂,利用高压气源运输微米级粉末(10~50μm),并在冷喷涂喷腔内混合加热,然后在Laval喷嘴中加速至超音速,使含有低热量的固态颗粒高速撞击基板并发生强烈的塑性变形,最后沉积形成涂层。相较于高热量输入的激光熔覆技术而言,冷喷涂技术可以克服高热量输入导致的材料相变、稀释和热致开裂等问题。此外,在激光熔覆过程中,为了使固态粉末实现充分的熔凝时间,需要较大激光能量保证熔池的存在,从而导致沉积效率降低,而冷喷涂技术是以固态的方式进行沉积,因此极大地提高了涂层的沉积效率。但是冷喷涂技术完全依赖颗粒的塑性变形,导致涂层内部主要是以机械结合为主,导致结合强度低和孔隙率大,并且目前该技术只能制备低硬度材料。
[0004]超音速激光沉积(supersonic laser depositio本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高速粒子/高能激光同步耦合沉积半固态涂层的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将待沉积基板进行喷砂处理,超声清洗,烘干后固定在工作台上;(2)将沉积粉末置于真空干燥箱内烘干,然后放入沸腾式送粉器内;(3)将Laval喷嘴和激光加工头固定在机械手臂的夹具上,并调整喷嘴和激光头的相对位置使粉斑和光斑重合;机械手臂规划好路径后启动粉末加速输送和激光功率输出,使沉积粉末和激光束相互作用,实现粉末表面微熔的半固态沉积;沉积粉末条件如下:工作载气选择氮气或压缩空气,气体预热温度为400~600℃,气体压力为0.7~1.0MPa,送粉率为15~20g/min,喷涂距离为10~30mm,扫描速度为5~...

【专利技术属性】
技术研发人员:李波邱方苗姚建华张群莉吴国龙王梁陈智君
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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