[发明专利]一种激光熔覆制备钛合金Tribaloy基耐腐蚀叠层材料的方法

说明书

本发明涉及钛合金材料表面强化技术领域，具体涉及一种激光熔覆制备钛合金Tribaloy基耐腐蚀叠层材料的方法，包括如下步骤：S1、以TA15‑2钛合金为基材，对基材表面预处理；S2、采用同轴送粉的方式在基材表面激光熔覆TribaloyX40‑Cr‑Ni‑SiC‑Cu粉末，形成熔覆层；S3、采用同轴送粉的方式在熔覆层表面激光熔覆TribaloyX40‑Cr‑Ni‑Cu粉末，在基材表面形成熔覆叠层，制得耐腐蚀叠层材料。本发明提供的方法可对TA15‑2基材进行表面强化，形成与基材冶金结合良好且耐腐蚀性好的激光熔覆叠层，适用于工业结构件制备及修复领域。

技术领域

本发明涉及钛合金材料表面强化技术领域，具体涉及一种激光熔覆制备钛合金Tribaloy基耐腐蚀叠层材料的方法。

背景技术

基于TA15-2牌号钛合金密度低、强度高、耐腐蚀性良好等优点，被广泛应用于航空航天等领域，但其较差的表面性能，如耐腐蚀性能低等问题限制钛合金应用。

激光熔覆具有能量密度集中、快速加热冷却等特点可进一步改善钛合金零部件表面耐蚀及力学性能，提高钛合金工业零部件使用寿命并减少生产成本。CoCrNi中熵合金中Co、Cr、Ni三种元素具有近似相等摩尔比，混合熵值在1R至1.5R间，打破传统金属以单一元素作为主元的框架，其独特合金设计与成分配比可获得多种元素的多重效应，经激光熔覆获得具有稳定结构的FCC相，在常温下具有优良力学性能，随着温度降低合金塑韧性及强度都有显著增强，在金属材料表面改性领域中具有广阔的研究价值与应用前景。SiC陶瓷颗粒具有硬度高、耐蚀损性能优良、化学稳定性好等特点；Cu加入可促进纳米晶相生成，获得晶粒细小组织结构，在晶格畸变作用下促进非晶相生成，进一步提高熔覆层耐蚀性能。

发明内容

针对TA15-2钛合金材料耐腐蚀性能差的技术问题，本发明提供一种激光熔覆制备钛合金Tribaloy基耐腐蚀叠层材料的方法，提高了TA15-2钛合金基材表面耐腐蚀性。

本发明提供一种激光熔覆制备钛合金Tribaloy基耐腐蚀叠层材料的方法，包括如下步骤：

S1、以TA15-2钛合金为基材，对基材表面预处理；

S2、采用同轴送粉的方式在基材表面激光熔覆TribaloyX40-Cr-Ni-SiC-Cu粉末，形成熔覆层；

S3、采用同轴送粉的方式在熔覆层表面激光熔覆TribaloyX40-Cr-Ni-Cu粉末，在基材表面形成熔覆叠层，制得耐腐蚀叠层材料。

进一步的，步骤S1中，基材表面预处理的方法为，采用砂纸将基材表面打磨平整，然后用丙酮对基材表面清理，清水冲洗后再酒精处理。

进一步的，TA15-2钛合金基材包括如下重量百分比的化学成分：Al 2.660％、Mo1.100％、V 1.320％、Zr 1.660％、Fe 0.090％、Si 0.080％、C 0.050％、N 0.040％、O0.120％，余量Ti。

进一步的，步骤S2中，TribaloyX40-Cr-Ni-SiC-Cu粉末包括如下重量百分比的粉末：TribaloyX40 55％、Cr 23％、Ni 13％、SiC 7％、Cu 2％；各粉末纯度均大于99.5％。

进一步的，TribaloyX40粉末粒径40～60μm，Cr粉末粒径40～60μm，Ni粉末粒径40～60μm，SiC粉末粒径40～60μm，Cu粉末粒径150～250μm。

进一步的，步骤S3中，TribaloyX40-Cr-Ni-Cu粉末包括如下重量百分比的粉末：TribaloyX40 59％、Cr 26％、Ni 14％、Cu 1％；各粉末纯度均大于99.5％。