[发明专利]一种利用超高速激光熔覆技术制备银涂层的方法及其产品

说明书

本发明公开了一种利用超高速激光熔覆技术制备银涂层的方法及其产品。该方法包括步骤：(1)采用球磨的方式将纳米颗粒包裹在微米银颗粒表面，得到改性银颗粒；纳米颗粒包括氧化铝、氧化锆、氧化硅、碳化硅中的至少一种；(2)以改性银颗粒为原料，利用超高速激光熔覆技术制备银涂层。本发明制备的银涂层孔隙率明显降低，结合强度明显提高，生产成本大幅度降低。

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种利用超高速激光熔覆技术制备银涂层的方法及其产品。

背景技术

还原炉是生产多晶硅的重要设备之一，由底盘、炉体、上封头、电极等部件组成。

一般而言，炉体通常采用银不锈钢复合板焊接而成，银面在炉体内侧，即还原炉内壁上有一层光滑的银材料层，例如公开号为CN1559896A的专利技术等。

采用冷喷涂的方法可以直接在不锈钢内壁上制备银涂层，但由于冷喷涂是部分冶金结合，银涂层结合强度较低，最大只能到50MPa左右，导致银涂层容易脱落。

超高速激光熔覆是一种制备涂层的热点方法，其特点是完全冶金结合，涂层结合力高。例如，公开号为CN112342542A的专利说明书公开了一种45钢零件超高速激光熔覆316L涂层的方法，包括S1、对45钢零件和316L不锈钢粉末进行预处理；S2、将预处理后的45钢零件采用夹具固定于设备的坐标系内；S3、设定45钢零件的扫描路径、扫描区域形状和尺寸；S4、将316L不锈钢粉末导入激光送粉器中，根据扫描路径、扫描区域形状和尺寸对45钢零件进行超高速激光熔覆，形成316L涂层；S5、对形成的316L涂层进行抛光处理。该专利技术在45钢零件关键位置上进行超高速激光熔覆制备的316L涂层，其表面平整度高，无裂纹和孔洞类缺陷，晶粒细小，厚度均匀，与基体形成良好的冶金结合，硬度高，耐磨性好，耐腐蚀性好，且工艺周期短，材料浪费少。

然而，如果将超高速激光熔覆直接转移应用于银涂层制备时，由于银本身的激光吸收率较低，所以银涂层质量通常达不到预期效果。

发明内容

针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本发明提供了一种利用超高速激光熔覆技术制备银涂层的方法，通过特定种类的纳米颗粒提高微米银颗粒的激光吸收性能，进而使得超高速激光熔覆制备得到的银涂层孔隙率明显降低，结合强度明显提高，生产成本大幅度降低。

具体技术方案如下：

一种利用超高速激光熔覆技术制备银涂层的方法，包括步骤：

(1)采用球磨的方式将纳米颗粒包裹在微米银颗粒表面，得到改性银颗粒；

所述纳米颗粒包括氧化铝、氧化锆、氧化硅、碳化硅中的至少一种；

(2)以所述改性银颗粒为原料，利用超高速激光熔覆技术制备银涂层。

本发明采用球磨的方式将特定种类的纳米颗粒包裹在微米银颗粒表面，将纳米颗粒和微米银颗粒进行机械合金化，从而提高微米银颗粒的激光吸收性能，进而使得超高速激光熔覆制备得到的银涂层结合强度明显提高，孔隙率明显降低，生产成本大幅度降低。

在一优选例中，步骤(1)中，所述球磨的参数条件如下：球磨转速50-150r/min，球料比8～12:1，球磨时间5-10min。该条件下，球磨过程中银粉末变形少，不影响银粉末的流动性和后续的超高速激光熔覆过程，同时，纳米陶瓷粉末均匀的粘在银粉末表面。进一步优选，步骤(1)中，所述球磨的参数条件如下：球磨转速50r/min，球料比10:1，球磨时间10min。

在一优选例中，步骤(1)中，所述纳米颗粒的粒径D满足100nm≤D＜1μm。进一步优选，步骤(1)中，所述纳米颗粒的粒径D满足100nm≤D＜300nm。较细的纳米颗粒的分布均匀性更好，且实验表明，该粒度范围内的纳米粉末对激光的吸收作用最好。