[发明专利]超高速脉冲功率激光熔覆Y2O3/镍基合金涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高速脉冲功率激光熔覆Y2O3/镍基合金涂层制备方法，采用程序控制相邻两道涂层间激光功率自动变化实现脉冲功率制备，从而增强涂层的钉扎能力。并采用将Ysubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;弥散分布的方式制备Ysubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/镍基合金涂层，利用Ysubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;的弥散强化及细晶强化能力，达到细化涂层组织，提升涂层硬度的目的，这对于增强镍基涂层的耐磨性具有重要意义。

技术领域

本发明属于涂层制备技术领域，具体涉及一种超高速脉冲功率激光熔覆Y2O3/镍基合金涂层及其制备方法。

背景技术

Ni-Cr-Mo-Nb作为一种实用的镍基高温合金涂层材料通过在基体相Ni-Cr中添加Mo、Nb元素起到固溶强化作用而使其具有了较好的抗腐蚀及高温氧化能力而被应用于工程器件表面防护领域。

目前常用的如电弧喷涂、火焰喷涂等涂层制备技术存在着涂层孔隙率大、涂层表面质量差等问题，传统激光熔覆虽然可以制备质量较好的涂层但其存在着制备效率低、热输入大工件变形大等问题。且Ni-Cr-Mo-Nb涂层在应用过程中也暴露出了材料本身存在的硬度值偏低和耐磨性能不足的问题，这将严重影响涂层的使用寿命，导致涂层的实用价值降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超高速脉冲功率激光熔覆Y2O3/镍基合金涂层及其制备方法，用于解决Ni-Cr-Mo-Nb涂层耐磨性能差的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

超高速脉冲功率激光熔覆Y2O3/镍基合金涂层制备方法，包括以下步骤：

S1、将Ni-Cr-Mo-Nb粉末及Y₂O₃粉末混匀后得到Y₂O₃/Ni-Cr-Mo-Nb粉末；

S2、确定脉冲功率所需时间；

S3、对钢管基体与步骤S1得到的Y₂O₃/Ni-Cr-Mo-Nb粉末进行预热；

S4、根据步骤S2得到的脉冲功率时间，采用脉冲激光功率熔覆工艺对步骤S3得到的钢管基体和Y₂O₃/Ni-Cr-Mo-Nb粉末加工，制备得到Ni-Cr-Mo-Nb及Y₂O₃/Ni-Cr-Mo-Nb涂层。

具体的，步骤S1中，Y₂O₃粉末质量占Y₂O₃/Ni-Cr-Mo-Nb粉末总质量的0％～2％。

进一步的，Ni-Cr-Mo-Nb粉末的粒径为15～45μm，Y₂O₃粉末的粒径为600～800nm。

具体的，步骤S1中，将Ni-Cr-Mo-Nb粉末与Y₂O₃粉末在80～150℃真空干燥3～5h，然后以100r/min速度连续混合3～5h。

具体的，步骤S2中，脉冲功率所需时间具体计算如下：

脉冲功率所需时间＝(每道次长度+道次偏移量)/激光熔覆速度。

进一步的，功率变化所需时间为0.3004s。

具体的，步骤S3中，预热时间为3～5h，预热温度为80～150℃。