本发明专利技术涉及一种利用激光快速重熔制备硼铝镁三元合金涂层的方法，利用激光熔覆技术，获得不受常规条件下的溶解度和平衡相图所确定的相规律限制的表面合金涂层，这种合金涂层具有高的耐磨性、耐蚀性和良好的电磁和热性能。与传统喷涂工艺相比，激光表面熔覆技术具有以下几方面的优点：(1)熔覆层组织致密，晶粒细小，具有较好的抗氧化、耐腐蚀、耐磨损等性能；(2)熔覆层与基材呈良好的冶金结合，结合强度较高；(3)对基材的热输入量小，基材的热影响区较小；(4)基材对涂层的稀释度较小；(5)激光表面熔覆过程可精确控制，后续机械加工量小；6)可对工件进行局部熔覆处理，处理部位变形小，熔覆过程可控性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于制备功能材料、金属材料表面改性领域。
技术介绍
硼铝镁合金(BAM)是美国能源部Ames Laboratory实验室的研究人员1999年在无意中制备得到的。它比聚四氟乙烯光滑，摩擦系数只有0.02。BAM具有一个复杂的低对称性的64原子的斜方晶系结构，在它的结构中存在空位，这与具有简单的、高对称性的晶体结构的超硬材料不同，主要表现为以下两个方面(1)通过添加一些像Si、TiB2等物质可以使得BAM的硬度增大，而一般的超硬材料则恰恰相反；(2)BAM具有很好的电导性。BAM的独特性能为其的改性提供了有利的条件。Cook等通过脉冲激光沉积方法对比研究了室温和573K下形成的BAM的性能差异， 进一步通过将Si、TiB2、Fe304等掺加到BAM中改变其硬度等性能。2009年，Roberts等通过脉冲电流烧结方法制备了 BAM。脉冲激光沉积方法制备了 BAM但脉冲激光沉积法对靶材要求较高，涂层很薄。以上方法均不适合大规模生产，且制备方法成本高。目前的制备方法有高温1400度持续24小时以上，这钟方法耗能高，条件苛刻，难以做成涂层。脉冲电流烧结法，脉冲激光沉积法制备BAM，均难以实现BAM大规模的生产应用。所以现有技术中，需特殊设备，工艺复杂，高耗能，高污染，耗时长等缺点。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种制备硼铝镁三元合金涂层的激光快速重熔方法。技术方案，其特征在于步骤如下步骤1 将镁粉、硼粉和铝粉进行球磨或研碎，球磨后，硼粉、镁粉、铝粉的粒径均为5μπι-10μπι;然后硼粉、镁粉、铝粉分别按70 80% 10 13%: 12 15%的质量百分比的比例混合；步骤2 将混合好的粉末与纯酒精以0. 15 0. 25g/ml的浓度比例混合，在搅拌中将混合悬浊液均勻涂到钢板表面，置于水平地方自然风干；所述钢板需要打磨表面、抛光；步骤3 将风干好的钢板以激光功率为50 450W，扫描速率10 80mm/s，光斑直径0. 1 2mm，正离焦，在氩气保护下激光进行重熔得到硼铝镁三元合金涂层。所述钢板采用砂纸打磨表面层至银白色，再用砂纸抛光后清水清洗后风干。有益效果本专利技术提出的，利用激光熔覆技术，获得不受常规条件下的溶解度和平衡相图所确定的相规律限制的合金表面涂层，这种合金涂层具有高的耐磨性、耐蚀性和良好的电磁和热性能。与传统喷涂工艺相比， 激光表面熔覆技术具有以下几方面的优点(1)熔覆层组织致密，晶粒细小，具有较好的抗氧化、耐腐蚀、耐磨损等性能；(2)熔覆层与基材呈良好的冶金结合，结合强度较高；(3)对基材的热输入量小，基材的热影响区较小；(4)基材对涂层的稀释度较小；(5)激光表面熔覆过程可精确控制，后续机械加工量小；6)可对工件进行局部熔覆处理，处理部位变形小， 熔覆过程可控性好，易实现自动化。该技术目前已较为成熟，相关理论也有很大发展。相比于传统方法，实现方便，节能环保，易于大规模生产，易于自动化生产。本项目在工程应用中也同样具有深远的影响。在钻头和其他切削工具外表涂一层坚硬的BAM涂层也具有非常大的应用前景，原本用于此的金刚石虽然更坚硬，但它会与钢发生化学反应，因此会受到腐蚀，而BAM涂层更廉价且不会受到钢的腐蚀。另外据有关文献报道，给飞机的旋翼叶片涂一层BAM涂层，仅2微米后的涂层就可以减少叶片与外罩之间的摩擦，这意味着该涂层可以每年为国家节约12亿元。激光重熔法制备BAM涂层，优势在于节约具有战略价值且昂贵的合金元素，获得不受常规条件下的溶解度和平衡相图所确定的相规律限制的新合金、非晶态和表面涂层， 这种合金涂层具有高的耐磨性、耐蚀性和良好的电磁和热性能。激光重熔法易于自动化控制，制备迅速，涂层厚度可以做到毫米级以上。有速度快，成本低，效果好的优势。附图说明图1 利用激光快速重熔制备硼铝镁三元合金涂层的扫描电镜图具体实施例方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述实施例1 步骤1 将镁粉用球磨机分开球磨12小时待用，将硼粉用研钵手动研磨半小时主要将团聚块研碎后待用，铝粉直接准备好待用；所述硼粉、镁粉、铝粉的粒径均为 5口111-1(^111;然后硼粉、镁粉、铝粉分别按70%: 10% 12%的质量百分比的比例混合；步骤2 将混合好的粉末与纯酒精以0. 15 0. 25g/ml的浓度比例混合，并用玻璃棒不断搅拌，在一分钟内边搅拌边将将混合悬浊液均勻涂到45号钢板表面，置于水平地方自然风干；所述钢板需要打磨表面、抛光；所述的45号钢板用80目砂纸打磨表面层至银白色，再用400目砂纸打磨，最后用1000目砂纸抛光。清水清洗后风干待用。步骤3 将风干好的钢板以激光功率为50 450W，扫描速率10 80mm/s，光斑直径0. 1 2mm，正离焦，在氩气保护下激光进行重熔得到硼铝镁三元合金涂层。实施例2 步骤1 将镁粉用球磨机分开球磨12小时待用，将硼粉用研钵手动研磨半小时主要将团聚块研碎后待用，铝粉直接准备好待用；所述硼粉、镁粉、铝粉的粒径均为 5 μ m-10 μ m;然后硼粉、镁粉、铝粉分别按74. 7% 11.9% 13. 4%的质量百分比的比例混合；步骤2 将混合好的粉末与纯酒精以0. 15 0. 25g/ml的浓度比例混合，并用玻璃棒不断搅拌，在一分钟内边搅拌边将将混合悬浊液均勻涂到45号钢板表面，置于水平地方自然风干；所述钢板需要打磨表面、抛光；所述的45号钢板用80目砂纸打磨表面层至银白色，再用400目砂纸打磨，最后用1000目砂纸抛光。清水清洗后风干待用。 步骤3 将风干好的钢板以激光功率为50 450W，扫描速率10 80mm/s，光斑直径0. 1 2mm，正离焦，在氩气保护下激光进行重熔得到硼铝镁三元合金涂层。权利要求1.，其特征在于步骤如下 步骤1 将镁粉、硼粉和铝粉进行球磨或研碎，球磨后，硼粉、镁粉、铝粉的粒径均为5 μ m-10 μ m;然后硼粉、镁粉、铝粉分别按70 80% 10 13%: 12 15%的质量百分比的比例混合；步骤2 将混合好的粉末与纯酒精以0. 15 0. 25g/ml的浓度比例混合，在搅拌中将混合悬浊液均勻涂到钢板表面，置于水平地方自然风干；所述钢板需要打磨表面、抛光；步骤3 将风干好的钢板以激光功率为50 450W，扫描速率10 80mm/s，光斑直径 0. 1 2mm，正离焦，在氩气保护下激光进行重熔得到硼铝镁三元合金涂层。2.根据权利要求1所述利用激光快速重熔制备硼铝镁三元合金涂层的方法，其特征在于所述钢板采用砂纸打磨表面层至银白色，再用砂纸抛光后清水清洗后风干。全文摘要本专利技术涉及，利用激光熔覆技术，获得不受常规条件下的溶解度和平衡相图所确定的相规律限制的表面合金涂层，这种合金涂层具有高的耐磨性、耐蚀性和良好的电磁和热性能。与传统喷涂工艺相比，激光表面熔覆技术具有以下几方面的优点(1)熔覆层组织致密，晶粒细小，具有较好的抗氧化、耐腐蚀、耐磨损等性能；(2)熔覆层与基材呈良好的冶金结合，结合强度较高；(3)对基材的热输入量小，基材的热影响区较小；(4)基材对涂层的稀释度较小；(5)激光表面熔覆过程可精确控制，后续机械加工量小；6)可对工件进行局部熔覆处理，处理部位变形小，熔覆过程可控性本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用激光快速重熔制备硼铝镁三元合金涂层的方法，其特征在于步骤如下：步骤１：将镁粉、硼粉和铝粉进行球磨或研碎，球磨后，硼粉、镁粉、铝粉的粒径均为５μｍ－１０μｍ；然后硼粉、镁粉、铝粉分别按７０～８０％∶１０～１３％∶１２～１５％的质量百分比的比例混合；步骤２：将混合好的粉末与纯酒精以０．１５～０．２５ｇ／ｍｌ的浓度比例混合，在搅拌中将混合悬浊液均匀涂到钢板表面，置于水平地方自然风干；所述钢板需要打磨表面、抛光；步骤３：将风干好的钢板以激光功率为５０～４５０Ｗ，扫描速率１０～８０ｍｍ／ｓ，光斑直径０．１～２ｍｍ，正离焦，在氩气保护下激光进行重熔得到硼铝镁三元合金涂层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：耿兴国，李峰，卢福，肖梦梦，郭震远，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87
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