[发明专利]一种在铝合金表面上采用复合工艺制备梯度结构熔覆层的方法

权利要求书

1.一种在铝合金表面上采用复合工艺制备梯度结构熔覆层的方法，其特征是，包括如下步骤：

1）制备铝合金基板：在熔覆粉末压制前5分钟后内将铝合金基板的一个表面用粒度号200-300的粗砂纸打磨粗糙、表面氧化皮去除，再用丙酮清洗干净；

2）熔覆粉末准备：熔覆粉末包括自下而上顺序叠置的过渡层粉末、中间层粉末和硬化层粉末，所述过渡层粉末为60%Al粉、35%Ni60自熔合金粉末和5%稀土氧化物的混合物，混合物的厚度为0.2 mm -0.3 mm；

所述中间层粉末为95% Ni60自熔合金粉末和5%稀土氧化物的混合物，混合物的厚度为0.2 mm -0.3 mm；

所述硬化层粉末为75%Ni60自熔合金粉末、5%稀土氧化物和20%Al₂O₃混合物，混合物的厚度0.2 mm -0.3 mm；

上述粉末纯度≧99. 9 %，粉末粒度均为20 μm-100 μm，Ni60的化学成分即质量分数、百分比为：C 0.7-1.0,Si 3.0-3.5,Fe 4.0-5.0,B 3.5-4.5,Cr 15-20, Ni 65-75；

上述过渡层粉末、中间层粉末和硬化层粉末分别经过球磨机充分混合24小时以后放入70℃保温箱中保温备用；

3）制备待熔覆试样：采用粉末预置法按照自下而上顺序将过渡层粉末、中间层粉末和硬化层粉末平铺在铝合金基板上，然后将铝合金基板与平铺在铝合金基板上的粉末作为整体一起放入用丙酮清洗干净的压片模具中用油压机压实，熔覆粉末成片状，片状熔覆粉末压片上的平均压力大于150Mpa，再将熔覆粉末的压片与铝合金基板整体取出作为待熔覆试样，放入70℃的干燥箱中备用；

4）激光熔覆前准备：将超声振动板安装在激光熔覆设备上，再将步骤3）得到待熔覆试样固定在超声振动板上，并将待熔覆试样置于氩气保护反应容器内，氩气保护反应容器内通有氩气；

5）激光熔覆：采用激光熔覆设备对待熔覆试样进行激光熔覆时先按照超声振动参数进行超声振动，然后再调整好激光熔覆参数进行激光熔覆，得到熔覆试样；

6）振动蠕变时效处理：对熔覆试样按照振动蠕变时效工艺参数进行振动蠕变时效处理即可得到成品；

步骤3）中所述压片模具为自带加热器压片模具，压片模具的温度维持在50℃-70℃；

步骤5）中所述激光熔覆参数为：激光功率：4 kW -5kW；激光光斑直径： 5 mm -6mm；激光扫描速度： 600 mm/min-800mm/min；搭接率：15% -25%；

步骤5）中所述超声振动参数为：超声振动频率为25000Hz以上；超声振动振幅为20μm -50μm；

步骤6）中所述振动蠕变时效工艺参数为：振动频率为4000 Hz -8000Hz；激振力为30kN -50kN；振动时间：3 h-4h；时效温度：140℃-180℃；时效时间：12h -20h。