一种激光熔覆制备钛合金非晶-中熵基耐磨材料的方法技术

本发明专利技术涉及钛合金材料表面强化技术领域，具体涉及一种激光熔覆制备钛合金非晶

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆制备钛合金非晶
‑
中熵基耐磨材料的方法


[0001]本专利技术涉及钛合金材料表面强化
，具体涉及一种激光熔覆制备钛合金非晶
‑
中熵基耐磨材料的方法。

技术介绍

[0002]钛合金含量丰富，具有抗拉强度高、耐蚀性能好等优点，目前已成为航空业、海洋制造业等工业领域不可缺少的金属材料，但其较差的表面性能，如硬度低、易磨损失效等问题限制钛合金应用。
[0003]激光熔覆为可通过高能量激光束作用于金属表面产生冶金结合，通过熔覆不同种类粉末增强金属表面耐磨性、耐腐蚀性等，是金属表面改性的重要手段。非晶合金具有短程有序、长程无序的结构特点，在熔池快速冷却过程中可获得较高的硬度及强度，价格低廉且具备优异物化性能的Fe基非晶合金在工业生产、机械化工等领域得到广泛应用。

技术实现思路

[0004]针对钛合金表面耐磨性能差的技术问题，本专利技术提供一种激光熔覆制备钛合金非晶
‑
中熵基耐磨材料的方法，可提高铝合金表面的耐磨等性能。
[0005]本专利技术提供一种激光熔覆制备钛合金非晶
‑
中熵基耐磨材料的方法，包括如下步骤：
[0006]S1、以TC4钛合金为基材，对基材表面预处理；
[0007]S2、将FeCrBSi
‑
SiC粉末与粘结剂混合后涂覆于TC4钛合金基材表面，形成预置层；
[0008]S3、采用同轴送粉的方式在基材预置层表面激光熔覆TribaloyX40
‑<br/>Cr
‑
Ni
‑
Cu粉末，制得成品。
[0009]进一步的，步骤S1中，基材表面预处理的方法为：采用砂纸打磨基材表面去除氧化物后用酒精及丙酮去除基材表面污渍，清水冲洗。
[0010]进一步的，步骤S2中，FeCrBSi
‑
SiC粉末包括如下重量百分数的组分：FeCrBSi 93％、SiC 7％，其中FeCrBSi、SiC纯度均＞99.5％。
[0011]进一步的，FeCrBSi包括如下重量百分数的化学成分：Si 8.20％、B 3.10％、Cr 2.60％，余量Fe；FeCrBSi的粉末粒径为40～60μm。
[0012]进一步的，TC4钛合金基材包括如下重量百分数的化学成分：Fe 0.3％，Al 5.50％～6.80％，V 3.50％～4.50％，C 0.10％，N 0.05％，H 0.015％，O 0.20％，余量Ti。
[0013]进一步的，步骤S2中，粘结剂为水玻璃。
[0014]进一步的，步骤S3中，TribaloyX40
‑
Cr
‑
Ni
‑
Cu粉末包括如下重量百分数的化学成分：TribaloyX40 59％、Cr 26％、Ni 14％、Cu 1％。
[0015]进一步的，TribaloyX40为粒径40～60μm的钴基合金粉末；TribaloyX40包括如下重量百分数的化学成分：C 0.85％、Cr 25％、Si 0.3％、W 7.5％、Fe 1.0％，Ni 10％、Mn 0.3％，余量为Co。
[0016]进一步的，步骤S3中，激光熔覆的工艺为：激光功率为700～900W，扫描速度为13～17mm/s，保护氩气流量为25～35L/min，多道搭接率为25％～35％，送粉速度为11～14r/min。
[0017]本专利技术的原理为：
[0018]本专利技术将非晶合金粉末与中熵合金粉末相结合发挥其各自优势，具有等摩尔或近等摩尔比的CoCrNi中熵合金与非晶基合金在熔池中易生成简单固溶相，多种元素并存及较低堆垛层错能可提高激光熔覆层的耐磨性能，使激光沉积层具有高强度、高耐磨及良好的耐蚀性能等；
[0019]本专利技术制备时SiC粉末的加入在激光沉积层中生成大量硬质相及非晶相，提高沉积层耐磨性；Cu粉末的加入促进激光沉积层中纳米晶相产生；激光沉积层在非晶、纳米晶等多物相的作用下力学性能得到提高。
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术可通过激光熔覆的方式在TC4钛合金基材制备冶金结合良好且具备优良耐磨性能的激光沉积层，激光沉积层高度达1.8mm，增强了对钛合金基材的保护效果，提高了TC4钛合金基材的表面耐磨性，适用于工业结构件制备及修复。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术具体实施方式实施例1制得材料非晶
‑
中熵基激光沉积叠层宏观组织图。
[0023]图2是本专利技术具体实施方式实施例1制得材料非晶
‑
中熵基激光沉积叠层显微组织图。
[0024]图3是本专利技术具体实施方式实施例1制得材料干滑动磨损实验激光沉积层磨损体积随时间变化图。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0026]如下实施例采用的TC4钛合金基材包括如下重量百分数的化学成分：Fe 0.3％，Al 5.50％～6.80％，V 3.50％～4.50％，C 0.10％，N 0.05％，H 0.015％，O 0.20％，余量Ti；
[0027]如下实施例采用的FeCrBSi包括如下重量百分数的化学成分：Si 8.20％、B 3.10％、Cr 2.60％，余量Fe；FeCrBSi的粉末粒径为40～60μm；
[0028]如下实施例采用的TribaloyX40为粒径40～60μm的钴基合金粉末，TribaloyX40包括如下重量百分数的化学成分：C 0.85％、Cr 25％、Si 0.3％、W 7.5％、Fe 1.0％，Ni 10％、Mn 0.3％，余量为Co。
[0029]实施例1
[0030]一种激光熔覆制备钛合金非晶
‑
中熵基耐磨材料的方法，包括如下步骤：
[0031](1)以TC4钛合金为基材，通过线切割工艺将TC4钛合金切割为边长为10mm正方体，用200目、400目和800目砂纸依次打磨表面去除氧化物，后用酒精及丙酮去除基材表面污渍，清水冲洗后使用酒精处理待熔覆表面；
[0032](2)选用精度为
±
0.001g电子天平按照预定比例称取下层沉积层合金粉末93FeCrBSi
‑
7SiC(wt％)20g，和上层沉积层合金粉末59TribaloyX40
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆制备钛合金非晶
‑
中熵基耐磨材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、以TC4钛合金为基材，对基材表面预处理；S2、将FeCrBSi
‑
SiC粉末与粘结剂混合后涂覆于TC4钛合金基材表面，形成预置层；S3、采用同轴送粉的方式在基材预置层表面激光熔覆TribaloyX40
‑
Cr
‑
Ni
‑
Cu粉末，制得成品。2.如权利要求1所述的激光熔覆制备钛合金非晶
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中熵基耐磨材料的方法，其特征在于，步骤S1中，基材表面预处理的方法为：采用砂纸打磨基材表面去除氧化物后用酒精及丙酮去除基材表面污渍，清水冲洗。3.如权利要求1所述的激光熔覆制备钛合金非晶
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中熵基耐磨材料的方法，其特征在于，步骤S2中，FeCrBSi
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SiC粉末包括如下重量百分数的组分：FeCrBSi 93％、SiC 7％，其中FeCrBSi、SiC纯度均＞99.5％。4.如权利要求3所述的激光熔覆制备钛合金非晶
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中熵基耐磨材料的方法，其特征在于，FeCrBSi包括如下重量百分数的化学成分：Si 8.20％、B 3.10％、Cr 2.60％，余量Fe；FeCrBSi的粉末粒径为40～60μm。5.如权利要求1所述的激光熔覆制备钛合金非晶
‑
中熵基耐磨材料的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉宁，李峰西，崔炳军，刘鹏，邢振宏，
申请(专利权)人：济南森峰激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：