一种激光熔覆粉末及在铝合金表面激光熔覆的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114959686A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210593904.4C22C9/06(2006.01)(22)申请日2022.05.27C22C32/00(2006.01)(71)申请人宜宾上交大新材料研究中心地址644000四川省宜宾市翠屏区沙坪路科创中心D2-B3申请人上海交通大学(72)发明人孙军浩焦伟李铸国冯珂凌玮刘长清王瑞博连宏宇刘丽程静(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师程晓(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)B22F1/12(2022.01)权利要求书1页说明书8页附图5页(54)发明名称一种激光熔覆粉末及在铝合金表面激光熔覆的方法(57)摘要本申请提供一种激光熔覆粉末及在铝合金表面激光熔覆的方法，属于激光熔覆技术领域。激光熔覆粉末包括：8～20wt％镍基合金粉末、5～12wt％碳化钨粉末和70～80wt％铜粉。镍基合金粉末包括0.6～1.0wt％C、14～17wt％Cr、2.5～4.5wt％B、3～4.5wt％Si以及余量的Ni。本申请的激光熔覆粉末能够用于在铝合金表面通过激光熔覆的方法制得无裂纹或裂纹较少的硬质熔覆层，提升铝合金表面的耐磨性能。本申请的在铝合金表面激光熔覆的方法通过使用上述激光熔覆粉末，采用高速激光熔覆的工艺方法，并通过对激光束的激光能量的控制，使得熔覆层和铝合金基体牢固可靠结合。CN114959686ACN114959686A权利要求书1/1页1.一种激光熔覆粉末，其特征在于，所述激光熔覆粉末包括：8～20wt％镍基合金粉末、5～12wt％碳化钨粉末和70～80wt％铜粉；所述镍基合金粉末包括0.6～1.0wt％C、14～17wt％Cr、2.5～4.5wt％B、3～4.5wt％Si以及余量的Ni。2.根据权利要求1所述的激光熔覆粉末，其特征在于，所述激光熔覆粉末为球形粉末。3.根据权利要求2所述的激光熔覆粉末，其特征在于，所述激光熔覆粉末的粒径为20～50μm。4.根据权利要求1～3任一项所述的激光熔覆粉末，其特征在于，所述激光熔覆粉末包括：8wt％镍基合金粉末、12wt％碳化钨粉末和80wt％铜粉；所述镍基合金粉末包括0.71wt％C、15.72wt％Cr、3.26wt％B、4.28wt％Si以及余量的Ni。5.一种在铝合金表面激光熔覆的方法，其特征在于，所述在铝合金表面激光熔覆的方法包括：以所述权利要求1～4任一项所述的激光熔覆粉末为熔覆原料，采用激光熔覆的方法在铝合金基体表面形成熔覆层。6.根据权利要求5所述的在铝合金表面激光熔覆的方法，其特征在于，所述熔覆原料在熔覆前通过以下方法处理：将所述镍基合金粉末、所述碳化钨粉末和所述铜粉混合，烘干；可选地，混合的方法包括球磨混粉；可选地，所述球磨混粉过程中的球料比为2～4:1；可选地，所述球磨混粉的时间为240～360min；可选地，所述球磨混粉在惰性气体保护下进行；可选地，所述烘干过程中的温度为90～150℃，时间为300～420min。7.根据权利要求5所述的在铝合金表面激光熔覆的方法，其特征在于，在激光熔覆的过程中，激光束相对于所述铝合金基体表面扫描的速率为8～12m/min。8.根据权利要求5所述的在铝合金表面激光熔覆的方法，其特征在于，所述激光熔覆的激光束的激光功率为2.5～3kW；可选地，所述激光束呈高斯热源分布；可选地，所述激光束在焦点处形成的斑点的直径为1～2mm。9.根据权利要求5所述的在铝合金表面激光熔覆的方法，其特征在于，采用送粉器转移所述熔覆原料，所述送粉器的转速为2～3r/min。10.根据权利要求5所述的在铝合金表面激光熔覆的方法，其特征在于，所述铝合金基体至少部分的形状为圆柱形，保持所述铝合金基体以其轴线旋转，所述铝合金基体表面的线速度为8～12m/min；可选地，所述铝合金基体的直径为50mm。2CN114959686A说明书1/8页一种激光熔覆粉末及在铝合金表面激光熔覆的方法技术领域[0001]本申请涉及激光熔覆技术领域，具体而言，涉及一种激光熔覆粉末及在铝合金表面激光熔覆的方法。背景技术[0002]铝合金具有密度小、塑性好、易切削加工等一系列性能优点，在航空航天、轨道交通、汽车、船舶、化工等领域有着广泛的应用。然而，铝合金硬度低、耐磨性差，这限制了铝合金构件的应用范围。[0003]镍及合金具有高的硬度，可以提升铝合金的耐磨性能。可以在合金表面镀镍提升铝合金的耐磨性能，但镀层和基体结合强度不到，而且对此工艺环境污染较大。[0004]激光熔覆作为先进的表面处理技术之一，通过在基体表面添加熔覆材料，并利用高能量密度的激光束熔化填充材料，使得熔覆层和基体