本发明专利技术涉及一种碳钢表面激光熔覆非晶合金涂层的方法，在激光焊机上采用激光熔覆的方法，对碳素钢板进行增强处理，先对碳素钢表面进行喷砂处理，预置锆镍铝铜混合粉，用激光束对其表面进行熔覆，激光束按计算机程序设置的轨迹曲线进行全方位照射，使非晶合金粉末熔解固化在碳素钢表面，形成非晶合金层，大幅度提高了碳素钢表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性，表面硬度比处理前可提高4倍，耐磨性提高4倍，耐腐蚀性提高1000%，此增强方法工艺先进，数据翔实精确，工艺流程短，容易实现，安全稳定可靠，熔覆层牢固，不易脱落，是理想的碳素钢板表面增强方法。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，在激光焊机上采用激光熔覆的方法，对碳素钢板进行增强处理，先对碳素钢表面进行喷砂处理，预置锆镍铝铜混合粉，用激光束对其表面进行熔覆，激光束按计算机程序设置的轨迹曲线进行全方位照射，使非晶合金粉末熔解固化在碳素钢表面，形成非晶合金层，大幅度提高了碳素钢表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性，表面硬度比处理前可提高4倍，耐磨性提高4倍，耐腐蚀性提高1000%，此增强方法工艺先进，数据翔实精确，工艺流程短，容易实现，安全稳定可靠，熔覆层牢固，不易脱落，是理想的碳素钢板表面增强方法。【专利说明】
本专利技术涉及，属非晶合金表面涂覆金属、激光熔覆、提高耐腐蚀的
。
技术介绍
碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基础材料，世界各工业国家，非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围，广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和机械制造工业，而且在石油化工、海洋开发方面，也得到大量使用。碳素钢虽然具有很多优点，但由于铁元素的活性，易发生电池反映，氧化铁的疏松多孔结构特性，使其表面耐腐蚀性差，使碳素钢的应用受到了很大局限，故必须对碳素钢的表面进行处理，提高表面的耐蚀性，才可得到更广泛的应用。目前，碳素钢表面改性有多种方法，例如表面扩渗合金化、气相沉积涂层、镀层处理法、化学表面处理法、机械表面处理法，都有一定效果，但也存在一些弊端。在碳素钢表面激光熔覆非晶合金涂层是一种新的
，许多国内外科研人员在非晶涂层方面进行了研究，常见的涂层有Zr基非晶涂层，但这种涂层单一，使用效果欠佳，制备涂层过程也存在弊端和不足，仍处于研究阶段。【
技术实现思路
】专利技术目的本专利技术的目的就是针对
技术介绍
的现状和不足，在碳钢表面用激光熔覆法，采用锆粉、铝粉、铜粉、镍粉形成非晶合金涂层，以大幅度提高碳钢表面的硬度、强度和耐腐蚀性，改善碳钢的力学性能。技术方案本专利技术使用的化学物质材料为:碳素钢板、锆粉、铝粉、镍粉、铜粉、氩气、无水乙醇，其组合准备用量如下:以克、毫升、毫米、厘米3为计量单位【权利要求】1.，其特征在于:使用的化学物质材料为:碳素钢板、锆粉、铝粉、镍粉、铜粉、氩气、无水乙醇，其组合准备用量如下:以克、毫升、厘米3、毫米为计量单位2.根据权利要求1所述的，其特征在于:碳素钢板工作表面激光熔覆非晶涂层是在激光机上进行的，是在XYZ三坐标工作台上，在激光束照射、1?气保护下完成的； 激光机座(3)呈矩形，在激光机座(3)上设置XYZ三坐标工作台(4)，在XYZ三坐标工作台(4)的上部平行置放碳素钢板(1)，并固定，碳素钢板(I)工作表面向上，在碳素钢板(I)上部均匀置放锆镍铝铜混合粉层(2)，在XYZ三坐标工作台(4)的正面设置液晶显示屏(19)、指示灯(20)、固熔温度控制器(21)、电源开关(22);在激光机座(3)的左部设有氩气瓶(15)，氩气瓶(15)联接氩气阀(16)、氩气管(17)，氩气管(17)由支架(18)支撑，氩气管(17)对准锆镍铝铜混合粉层(2)，并输出氩气；在激光机座(3)的左上部设有激光器(7)，激光器右部平行对准光栅(8)，光栅(8)平行对准反射镜(9)，反射镜(9)垂直对准聚焦镜(10)，聚焦镜(10)对准碳素钢板(I)上的锆镍铝铜混合粉层(2);在激光机座(3)的右上部设有观察镜(12)、摄像机(13)，观察镜(12)、摄像机(13)对准碳素钢板(I)上的聚焦熔覆点；在激光机座(3)的右部设有计算机(14)，计算机(14)通过摄像机导线(23)与摄像机(13)联接，计算机(14)通过激光器导线(24)与激光器 (7)联接，计算机(14)通过温度场测量导线(25)与激光机座(3)联接。【文档编号】C22C45/10GK103668177SQ201310590110【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日 【专利技术者】崔泽琴, 关卓森, 王文先, 干宇, 许并社 申请人:太原理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳钢表面激光熔覆非晶合金涂层的方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：碳素钢板、锆粉、铝粉、镍粉、铜粉、氩气、无水乙醇，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米3、毫米为计量单位碳钢表面激光熔覆非晶合金涂层方法如下：（1）精选化学物质材料对使用的化学物质材料要进行精选，并进行精度、纯度控制：（2）表面处理碳素钢板①打磨修整碳素钢板表面各部，确定工作表面，使各边垂直；②在喷砂机上用石英砂喷砂粗化处理碳素钢板工作面，表面粗糙度为Ra2.5?5.0μm；③用无水乙醇擦洗碳素钢板工作面，擦洗后晾干；（3）球磨、干燥处理涂层材料①用球磨机分别研磨锆粉、铝粉、镍粉、铜粉，并用200目筛网分别过筛，成细粉，细粉颗粒直径≤0.075mm；②合金粉混合：将研磨的锆、铝、镍、铜粉按582：30.8：101：48.3的质量比置于容器中混合，搅拌均匀，再用球磨机将混合粉研磨，用400目筛网过筛，细颗粒直径≤0.040mm；③将研磨后的锆镍铝铜混合粉置于烘干箱内干燥，干燥温度110℃，干燥时间240min；（4）在Q235板表面激光熔覆锆镍铝铜混合粉①将碳素钢板置于激光焊机的三坐标工作台上，调整好X、Y、Z坐标距离，并固定；②将激光头对准碳素钢板，调整激光束聚焦距离，激光器联结氩气导管、氩气瓶；③将锆镍铝铜混合粉置于碳素钢板上，混合粉厚度1mm；④开启氩气瓶，氩气压力为0.8～1.0kgf/cm2，氩气输入速度为10cm3/min；⑤熔覆混合粉：激光发生器送光，激光头在碳素钢板上对混合粉进行熔覆，用30%搭接率连续扫面，氩气跟随激光头输入扫面，扫面时间3min；⑥扫描后冷却固化，自然冷却至25℃；激光束辐照碳素钢板表面的合金涂层轨迹由计算机程序控制并完成，程序由G代码编制；激光束照射固熔参数：激光器：CO2气体激光器激光波长：10.6μm激光束输出功率：3300W光斑直径：3mm正离焦量：+20mm激光束照射固熔温度：1200?1500℃扫描速度：600mm/min扫描时间：3min瞬时固熔时间：0.02s激光束扫描照射固熔后，在碳素钢板工作表面形成熔覆层，即：ZrNiAlCu非晶涂层，熔覆后非晶涂层厚度为0.6mm，表面呈黄褐色；（5）碳素钢板冷却后，用砂纸打磨非晶涂层表面，表面粗糙度为Ra0.63?1.25μm；（8）清洗碳素钢板，用无水乙醇进行清洗，清洗后晾干；（9）检测、分析、表征对激光重熔后的碳钢板合金层表面进行形貌、显微硬度、XRD物相、耐腐蚀性进行分析和表征；用金相显微镜、扫描电镜对熔覆层表面形貌进行观察分析；用显微硬度仪对熔覆层表面进行测试分析；用XRD分析仪对熔覆层进行物相分析；用电化学腐蚀试验仪对熔覆层表面进行腐蚀性能检测分析；结论：碳素钢板与非晶熔覆层达到冶金结合；熔覆层由晶体与非晶体组成，其中非晶体体积分数达到55%；显微硬度：由基体的232.2HV升至828.7HV，表面硬度可提高4倍，耐磨性提高4倍；电化学腐蚀：腐蚀电流由基体的2.261E?5A/cm2升高到2.142E?6A/cm2，耐腐蚀性提高1000%。FDA0000418934130000011.jpg,FDA0000418934130000012.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔泽琴，关卓森，王文先，干宇，许并社，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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