[发明专利]一种激光熔覆原位自生硼化钛-碳化钛-铜复合涂层的制备方法

说明书

一种激光熔覆原位自生硼化钛‑碳化钛‑铜复合涂层的制备方法，涉及激光表面强化技术领域。本发明的目的是为了解决目前还未有利用粘结相Cu和TiOsubgt;2/subgt;‑Bsubgt;4/subgt;C‑C碳热反应体系结合激光熔覆技术制备原位自生TiBsubgt;2/subgt;‑TiC‑Cu复合涂层的成型工艺的问题。方法：将钢基体表面进行预处理，然后预热，得到预热后的钢基体；将TiOsubgt;2/subgt;‑Bsubgt;4/subgt;C‑C‑Cu四元复合球形粉体干燥，得到熔覆材料；在保护气体的气氛下，采用同轴送粉激光熔覆的方式，将熔覆材料在预热后的钢基体表面原位自生，得到硼化钛‑碳化钛‑铜复合涂层，激光功率为1000～1800W。本发明可获得一种激光熔覆原位自生硼化钛‑碳化钛‑铜复合涂层的制备方法。

技术领域

本发明涉及激光表面强化技术领域，具体涉及一种激光熔覆原位自生硼化钛-碳化钛-铜复合涂层的制备方法。

背景技术

TiB₂-TiC复相陶瓷材料具有优异的力学和电气性能组合以及良好的抗热震性和高温抗氧化性等一系列优点，是一种很有应用前景的材料。与单相TiB₂和TiC陶瓷材料相比，TiB₂-TiC复相陶瓷材料的总体性能有较大的提高，特别是600℃以上TiB₂-TiC复合陶瓷的硬度远高于TiB₂和TiC单相陶瓷，是作为高温耐磨和导电涂层增强相的理想选择。目前，引入陶瓷增强相的方法主要有两种，即外加法和原位自生法。原位自生法通过高温自蔓延反应原位生成陶瓷增强相，这种方法克服了外加法直接加入的陶瓷增强相与基体润湿性差、结合力弱等问题，也减少了陶瓷相在熔覆层中产生气孔和裂纹等缺陷的可能性，而且陶瓷相组织均匀细小，制备的复合涂层性能优于外加法。

激光原位自生法结合了激光熔覆技术和陶瓷增强相原位自生法的优势，因其冷却速度快、稀释率低、结合强度高及易于实现自动化，而被广泛应用于金属陶瓷复合涂层的制备。在高能量密度激光束的照射下，引发粉体发生高温自蔓延反应，原位生成TiB₂-TiC陶瓷增强相，原位自生的陶瓷增强相与基体和粘结相之间界面洁净，有利于得到增强相均匀分布的高性能涂层，而且在生成陶瓷增强相的同时完成沉积，有利于提高生产效率，降低生产成本。目前，国内外对采用TiO₂-B₄C-Al和Ti-B₄C体系激光熔覆原位生成TiB₂-TiC陶瓷增强相的研究较多，但对TiO₂-B₄C-C碳热反应原位生成TiB₂-TiC陶瓷增强相的研究较少，而该体系正是TiB₂工业化生产中应用较多的工艺，由于TiO₂粉、B₄C粉和碳源粉的价格较低，而且激光熔覆原位自生减少了TiB₂和TiC的制备工序，可以进一步降低生产TiB_2-TiC陶瓷增强相的成本，利用粘结相Cu和TiO₂-B₄C-C碳热反应体系结合激光熔覆技术制备的原位自生TiB₂-TiC-Cu复合涂层有望实现涂层工业化应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前还未有利用粘结相Cu和TiO₂-B₄C-C碳热反应体系结合激光熔覆技术制备原位自生TiB₂-TiC-Cu复合涂层的成型工艺的问题，而提供一种激光熔覆原位自生硼化钛-碳化钛-铜复合涂层的制备方法。

一种激光熔覆原位自生硼化钛-碳化钛-铜复合涂层的制备方法，按以下步骤进行：

步骤一：将钢基体表面进行预处理，然后预热，得到预热后的钢基体；

步骤二：将TiO₂-B₄C-C-Cu四元复合球形粉体干燥，得到熔覆材料；