熱噴涂激光重熔二步法工藝

1．簡(jiǎn)介

熱噴涂激光重熔二步法工藝即先用火焰、電弧、等離子或爆炸噴涂等方法，在基材上制備金屬或陶瓷涂層，然后在使用保護(hù)氣氛的條件下用激光束進(jìn)行掃描熔化處理，如圖1所示。

2.Q235鋼表面等離子噴涂Al2O3-ω（TiO2）13%陶瓷涂層激光表面改性（二步法）

等離子噴涂是在金屬表面制取陶瓷涂層使用最多的方法，但它有下述固有缺點(diǎn)：涂層與基體間是機(jī)械結(jié)合，抗沖擊性能差；涂層孔隙率高，耐腐蝕和抗氧化性能差；涂層組織不均勻，性能不穩(wěn)定。為了克服上述缺點(diǎn)，引入激光技術(shù)，對(duì)噴涂態(tài)陶瓷層進(jìn)行激光表面改性，改變其組織特征和相結(jié)構(gòu)，從而改善性能。

（1）預(yù)涂層制備 根據(jù)Q235鋼和噴涂陶瓷材料物理和化學(xué)性能的差異，設(shè)計(jì)如表1所示的階梯式涂層，基材噴砂處理后進(jìn)行等離子噴涂，噴涂工藝參數(shù)見(jiàn)表2。

（2）激光重熔工藝 激光重熔使用2kW恒流電激勵(lì)CO2激光器，用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。激光重熔時(shí)，需針對(duì)不同涂層選擇合適的激光功率、光斑尺寸及掃描速度。當(dāng)光斑為φ3mm，掃描速度為5mm/s時(shí)，表1中A組和B組涂層對(duì)應(yīng)的最佳值功率分別為330W和370W，激光功率低于最佳值時(shí)，陶瓷層熔化不完全，致密度差；而激光功率高于最佳值時(shí)又會(huì)導(dǎo)致陶瓷層、過(guò)渡層和底層的熔化。

3.等離子噴涂激光表面合金化（二步法）

表3列出AISI6150鋼基體進(jìn)行激光表面合金化時(shí)所選擇的涂敷材料。這些涂敷材料首先用等離子噴涂，然后用1.2kW的CO2氣體激光進(jìn)行熔融和合金化。經(jīng)處理后，獲得無(wú)孔的、結(jié)構(gòu)完整的合金化層。

表 3 AISI鋼激光合金化前等離子噴涂的材料