一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法。本发明专利技术中，进行镍基复合涂层原材料的制备，称取碳粉、Cr粉、Si粉、B粉、Fe粉、Ni粉、纳米WC粉和CeO2粉末；称取配好的不同比例的混合粉末分别放入行星式球磨机的球磨罐中进行均匀化处理2小时，球磨充分之后再将粉末用粘结剂均匀黏结在钢基材基板上，然后放入烘箱中150℃保温1小时；添加微量的稀土氧化物CeO2粉末。稀土元素可以有效地去除晶界杂质，能够有效的抑制柱状晶的生长以及增加熔池材料的湿润性及流动性，并且它可以使熔覆层凝固后的表面更加光滑平整，且制得的涂层表面的的孔隙率更加低，从而细化熔覆层组织，使得制得的涂层耐用性得到了提高，从而增加了该涂层的美观性和耐用性。美观性和耐用性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法


[0001]本专利技术属于复合涂层
，具体为一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]近几十年来，人类社会的面貌正不断被人类专利技术的各种高科技改变着，在经济与科技的竞赛中，世界各国都在竞相投入人力物力加快对高新技术的开发和利用。同时，在制造业蓬勃发展的进程中，企业对机械零部件的表面性能提出了越来越高的要求，特别是一些需要在极端苛刻环境中工作的机械，急需要它们能在保证精准工作的同时，还要长时间不间断的运转。然而在多数苛刻环境中工作的机械，零部件都会慢慢从表面开始损坏，例如被磨损、腐蚀和断裂等。虽然许多机械零部件已经根据其需要在苛刻环境中工作而采用性能较好的高强度合金钢材料以及采用精细工艺制造，但这些钢材零件在高温等环境下，硬度和耐磨性能往往表现出较低的状态，在受到各种磨损后极易破损，造成零件精度缺失甚至整个零件不能再用，最终引发机械故障而停止工作，此时可以使用镍基复合涂层来增加此类器械零件的使用寿命。
[0003]但是常见的涂层耐磨性不够好，使得使用时间久了之后容易出现破损。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法，所述激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法包括以下步骤：
[0006]S1:进行镍基复合涂层原材料的制备，称取碳粉50～100份、Cr粉1000～1300份、Si粉250～300份、B粉300～400份、Fe粉800～900份、Ni粉50～100份、纳米WC粉50～100份和CeO2粉末150～200份；
[0007]S2:将步骤S1中称取配好的不同比例的混合粉末分别放入行星式球磨机的球磨罐中进行均匀化处理2小时，球磨充分之后再将粉末用粘结剂均匀黏结在钢基材基板上，然后将钢基材板放入烘箱中150℃保温1小时，烘干备用；
[0008]S3:之后进行熔覆时采用单道和双道单层方式铺设粉末；熔覆层在激光高能量的作用下发生化学反应形成熔覆用镍基复合涂层；
[0009]S4:熔覆后，待试样空冷至室温；根据不同的试样制备要求加工试样，并进行微观组织分析和性能测试，测试合格之后结束整个制备流程。
[0010]在一优选的实施方式中，所述步骤S1中，CeO2粉末粒度为5μm－10μm，纯度为99.5％。
[0011]在一优选的实施方式中，所述步骤S1中，纳米WC粉平均粒径0.4μm，纯度大于99.9％。
[0012]在一优选的实施方式中，所述步骤S1中，Ni粉粉末纯度大于99％，粉末粒径为50μm－100μm。
[0013]在一优选的实施方式中，所述步骤S2中，粉末用粘结剂黏结在基材上的厚度控制为1mm。
[0014]在一优选的实施方式中，所述步骤S2中，将钢基材板切割成需要的形状的板材，用角磨机对钢板表面打磨至光亮且平整状，再用丙酮对打磨后的表面进行清洗并吹干备用。
[0015]在一优选的实施方式中，所述步骤S3中，激光器输出波长在808～940nm之间，光斑尺寸设定为5.0mmx5mm，焦距调整为为15mm,熔覆时用氩气作为保护气，气流量为10L/min。
[0016]在一优选的实施方式中，所述步骤S4中，采用D8型X射线衍射仪对各熔覆层的物相组成进行检测，测试电压和电流各设置为40Kv和40mA测得XRD数据后，用jade、origin软件对数据处理，分析各涂层的物相组成。
[0017]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术中，复合涂层的粉末中添加微量的稀土氧化物CeO2粉末。稀土元素可以有效地去除晶界杂质，能够有效的抑制柱状晶的生长以及增加熔池材料的湿润性及流动性，并且它可以使熔覆层凝固后的表面更加光滑平整，且制得的涂层表面的的孔隙率更加低，从而细化熔覆层组织，使得制得的涂层耐用性得到了提高，从而增加了该涂层的美观性和耐用性。
具体实施方式
[0019]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，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0020]实施例一：
[0021]一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法，所述激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法包括以下步骤：
[0022]S1:进行镍基复合涂层原材料的制备，称取碳粉50份、Cr粉1000份、Si粉250份、B粉300份、Fe粉800份、Ni粉50份、纳米WC粉50份和CeO2粉末150份；
[0023]S2:将步骤S1中称取配好的不同比例的混合粉末分别放入行星式球磨机的球磨罐中进行均匀化处理2小时，球磨充分之后再将粉末用粘结剂均匀黏结在钢基材基板上，然后将钢基材板放入烘箱中150℃保温1小时，烘干备用；
[0024]S3:之后进行熔覆时采用单道和双道单层方式铺设粉末；熔覆层在激光高能量的作用下发生化学反应形成熔覆用镍基复合涂层；
[0025]S4:熔覆后，待试样空冷至室温；根据不同的试样制备要求加工试样，并进行微观组织分析和性能测试，测试合格之后结束整个制备流程。
[0026]所述步骤S1中，CeO2粉末粒度为5μm－10μm，纯度为99.5％。
[0027]所述步骤S1中，纳米WC粉平均粒径0.4μm，纯度大于99.9％。
[0028]所述步骤S1中，Ni粉粉末纯度大于99％，粉末粒径为50μm－100μm。
[0029]所述步骤S2中，粉末用粘结剂黏结在基材上的厚度控制为1mm。
[0030]所述步骤S2中，将钢基材板切割成需要的形状的板材，用角磨机对钢板表面打磨至光亮且平整状，再用丙酮对打磨后的表面进行清洗并吹干备用。
[0031]所述步骤S3中，激光器输出波长在808～940nm之间，光斑尺寸设定为5.0mmx5mm，焦距调整为为15mm,熔覆时用氩气作为保护气，气流量为10L/min。
[0032]所述步骤S4中，采用D8型X射线衍射仪对各熔覆层的物相组成进行检测，测试电压和电流各设置为40Kv和40mA测得XRD数据后，用jade、origin软件对数据处理，分析各涂层的物相组成。
[0033]本专利技术中，添加微量的稀土氧化物CeO2粉末。稀土元素可以有效地去除晶界杂质，能够有效的抑制柱状晶的生长以及增加熔池材料的湿润性及流动性，并且它可以使熔覆层凝固后的表面更加光滑平整，且制得的涂层表面的的孔隙率更加低，从而细化熔覆层组织，使得制得的涂层耐用性得到了提高，从而增加了该涂层的美观性和耐用性。
[0034]实施例二：
[0035]一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法，所述激光熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法，其特征在于：所述激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法包括以下步骤：S1:进行镍基复合涂层原材料的制备，称取碳粉50～100份、Cr粉1000～1300份、Si粉250～300份、B粉300～400份、Fe粉800～900份、Ni粉50～100份、纳米WC粉50～100份和CeO2粉末150～200份；S2:将步骤S1中称取配好的不同比例的混合粉末分别放入行星式球磨机的球磨罐中进行均匀化处理2小时，球磨充分之后再将粉末用粘结剂均匀黏结在钢基材基板上，然后将钢基材板放入烘箱中150℃保温1小时，烘干备用；S3:之后进行熔覆时采用单道和双道单层方式铺设粉末；熔覆层在激光高能量的作用下发生化学反应形成熔覆用镍基复合涂层；S4:熔覆后，待试样空冷至室温；根据不同的试样制备要求加工试样，并进行微观组织分析和性能测试，测试合格之后结束整个制备流程。2.如权利要求1所述的一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，CeO2粉末粒度为5μm－10μm，纯度为99.5％。3.如权利要求1所述的一种激光熔覆用镍基复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，纳米WC粉平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冉，王树林，左景元，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：