[发明专利]一种超高速激光熔覆工艺

权利要求书

1.一种超高速激光熔覆工艺，其特征在于，该工艺的步骤包括：

（1）用砂纸将待熔覆工件表面的锈点擦除清理，用酒精清洗干净；

（2）将工件装入超高速激光熔覆加工机床，卡盘夹紧；

（3）采用超高速激光熔覆用合金粉末为熔覆材料；

（4）调节激光熔覆头Z方向旋钮，设置激光离焦量1~2mm，光斑尺寸Φ1.0~Φ1.5mm；调节机床X轴（工件径向）使送粉头距离工件表面10~13mm，粉末聚焦点距离工件表面0.2~2mm，粉斑尺寸为Φ0.5~1mm；

（5）调节送粉器送粉盘转速控制送粉量，送粉量大小根据所需熔覆层厚度设定；

（6）设置激光输出功率，根据工件直径调节机床主轴转速，设置表面恒定激光扫描线速度，设置激光熔覆头沿Z方向（工件轴向）每转进给距离；主轴高速旋转与激光头Z方向线性移动联合运动，进行超高速激光熔覆加工；

（7）超高速激光熔覆加工结束后，将工件卸下，进行后续机加工。

2.根据权利要求1所述的超高速激光熔覆工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述工件为柱状、筒状或盘状，根据工件具体形状、重量、尺寸使用顶尖或托架配合卡盘夹持。

3.根据权利要求1所述的超高速激光熔覆工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述超高速激光熔覆用合金粉末采用惰性气体雾化方法制备，粉末粒度区间为15~45μm，球形度≥ 90%，含氧量≦150ppm，流动性≦20s/50g，空心粉率＜1%；材料为铁基合金或镍基合金或钴基合金或金属基复合材料。

4.根据权利要求1所述的超高速激光熔覆工艺，其特征在于，步骤（5）中，所述送粉量为15~45 g/min，熔覆层厚度为50~400μm。

5.根据权利要求1所述的超高速激光熔覆工艺，其特征在于，步骤（6）中，所述激光输出功率为0.8~3kW，表面恒定激光扫描线速度为25~200m/min，激光熔覆头沿Z方向（工件轴向）每转进给距离0.2~1mm。

6.一种超高速激光熔覆工艺，其特征在于包括以下步骤：

控制激光的少部分能量作用在基体材料上表面形成较浅的熔池，激光大部分能量作用在基体材料上方的合金粉末上；

合金粉末在进入熔池之前温度升至熔点并熔化，以液滴的形式滴入熔池与基体材料结合。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于还包括步骤：合金粉末以液滴的形式滴入熔池与基体材料结合后依靠基体材料自身冷却凝固。

8.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于聚焦激光束使80%以上的激光能量作用在合金粉末上。

9.根据权利要求6-8任一项所述的工艺，其特征在于相对于基体材料的上表面设置激光离焦量在基体材料上方1~2mm，激光光斑尺寸Φ1.0~Φ1.5mm。

10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于合金粉末粒度区间为15~45μm，球形度≥90%，含氧量≦150ppm，流动性≦20s/50g，空心粉率＜1%。