[发明专利]一种硅化物颗粒增强钛铝基复合涂层及其激光熔覆制备方法

权利要求书

1.一种硅化物颗粒增强钛铝复合涂层，其特征在于：所述涂层采用激光熔覆的方法制备，具体包括如下步骤：

S1，粉末材料及基板预处理：将摩尔百分比3～5％Si元素粉末和TiAl合金粉末装入混粉瓶中，并加入一定数量的氧化铝混粉球，在混粉机混合，得到均匀混合粉末，将所述基板用砂纸打磨干净，用酒精和丙酮清洗干净，吹风机吹干备用；

S2，激光熔覆涂层制备：采用预置粉末法，将所述混合粉平铺在所述基板上，使所述混合粉末厚度控制在0.1mm±0.02mm，启动半导体激光器的开关及机床控制开关，将铺好所述混合粉末的所述基板放在所述半导体激光器样品台上，控制光源到所述基板距离为304mm，离焦量2～7mm，调节激光功率1300W～1600W，扫描速度5～6mm/s，搭接率为45％，在惰性气体保护下，采用多道多层激光扫描策略将所述混合粉末激光沉积于所述基板上，制备出所需尺寸颗粒增强钛铝复合涂层；

所述涂层的两相组成为颗粒增强相Ti₅Si₃相占10％～14％，其余为TiAl相；

所述惰性气体保护是使整个激光熔覆过程在气氛保护装置中进行，所述装置是两侧有孔的不锈钢盒，一侧接惰性气体，一侧接抽真空管，上方设有上盖，上盖中间设有方形通孔。

2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于：所述Si元素粉末和所述TiAl合金粉末按照摩尔百分比5％Si+95％TiAl混合，所述Si元素粉末为Si单质元素粉末，粒径50～75μm，纯度≧99.0％；所述TiAl合金粉末为TiAl4822合金粉末，粒径45～105μm，其名义成分为原子百分比47.55％Al、1.75％Cr、1.96％Nb，其余为Ti。

3.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于：所述混合粉末在混粉机上混合8小时，转速为300r/min。

4.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于：所述基板为TC4钛合金，尺寸为60mm×40mm×5mm。

5.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于：所述预置粉末法是将中空的弹簧钢片放置在所述基板表面上，通过限定所述混合粉末量，将所述混合粉末平铺在弹簧钢片中，再用压片机将所述混合粉末压实。

6.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于：所述的惰性气体为氩气，纯度≧99.99％，所述氩气的送气速度为8～10L/min，且在激光熔覆实验开始前预先充气15s。

7.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于：所述激光功率1500W，扫描速度6mm/s。

8.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于：所述多道多层激光扫描策略为连续扫描XY平面一层回到XY平面原点坐标系处，控制激光头Z轴增量为0.1mm，然后进行下一层扫描。