一种抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110699626A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201911019258.5C23C4/02(2006.01)(22)申请日2019.10.24C23C4/134(2016.01)C23C4/129(2016.01)(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研C23C4/137(2016.01)究所C23C4/18(2006.01)地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大C22C29/08(2006.01)道519号申请人中国科学院宁波工业技术研究院慈溪生物医学工程研究所(72)发明人陈秀勇田野张波涛黄晶所新坤刘奕李华(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人刘诚午(51)Int.Cl.C23C4/06(2016.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法(57)摘要本发明涉及耐空蚀涂层技术领域，公开了一种利用热喷涂与激光重熔复合工艺制备耐空蚀涂层的方法，包括如下步骤：(1)在基体上利用热喷涂制备金属陶瓷复合涂层；(2)对步骤(1)的金属陶瓷复合涂层进行激光重熔处理，金属陶瓷复合涂层在激光的高密度能量下，金属陶瓷涂层表面重新熔化形成了新的结构，冷却后涂层组织性能得到增强，涂层抗空蚀性能得到极大提高。本发明有效消除了陶瓷粉末直接激光熔覆在基体表面沉降的问题，所得到的涂层孔隙率低、表面致密平整，具有优异的耐空蚀性能，可广泛应用于螺旋桨、水轮机叶片等易受空蚀损伤的设备中，可延长其服役时间，极大的降低设备因空蚀破坏的维修频率，提高设备的使用效率。CN110699626ACN110699626A权利要求书1/1页1.一种抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，包括如下步骤：(1)在基体上利用热喷涂制备金属陶瓷复合涂层；(2)对步骤(1)的金属陶瓷复合涂层进行激光重熔处理。2.根据权利要求1所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，所述的热喷涂为等离子体喷涂或超音速火焰喷涂。3.根据权利要求1所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，所述的基体在热喷涂之前进行预处理；所述的预处理包括：除锈、除油污和喷砂粗化中至少一种。4.根据权利要求3所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，所述的喷砂粗化的工艺参数为：空气压力0.3～1.0MPa，喷砂时间10s～2min，喷砂用的砂粒径为40～200目。5.根据权利要求1所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，所述的热喷涂用的材料为金属粉末和陶瓷粉末的混合物；所述的热喷涂用的材料按体积份数包括25～80份金属粉末和20～75份陶瓷粉末。6.根据权利要求5所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，所述的金属粉末为纯镍，粒径5～45μm；所述的陶瓷粉末为碳化钨粉末，粒径5～60μm。7.根据权利要求5所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，所述的冷喷涂采用共进料系统，陶瓷粉末和金属粉末分别从单独的料斗送入喷枪。8.根据权利要求1所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，当热喷涂为等离子体喷涂时，热喷涂的参数设置：氩气的压力为0.3～0.8MPa，流量为2～5m3/h；氢气的压力0.2～0.5MPa，流量为0.2～0.5m3/h；电流为300～600A，电压为45～70V，载气流量为0.8～1.5m3/h，喷涂距离为50～150mm，喷涂速率为50～80g/min；当热喷涂为超音速火焰喷涂时，热喷涂的参数设置：燃气为丙烷，燃气流量为40～80L/min，氧气流量为60～120L/min；载气为氩气或高纯氮气，载气流量为10～30L/min；送粉量为40～70g/min；喷雾距离为35～70mm。9.根据权利要求1所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，所述的激光重熔的参数设置：功率为500～2000w，光斑直径为0.5～3mm，光斑移动速度为200～500mm/min，保护气体压力0.4～1.2MPa，保护气体流量4～10L/min。10.根据权利要求5所述的抗空蚀用热喷涂金属陶瓷涂层的激光重熔方法，其特征在于，当所述的冷喷涂用的材料按体积份数包括：30-60份金属粉末和30-70份陶瓷粉末时，步骤(1)采用超音速火焰喷涂，其参数设置：燃气为丙烷，燃气流量为40～60L/min，氧气流量为60～100L/min；载气为氩气或高纯氮气，载气流量为10～30L/min；送粉量为40～60g/min；喷雾距离为40～70mm；步骤(2)中所述的激光重熔的参数设置：功率为500～1000w