[发明专利]一种铜表面激光原位合成稀土氧化物陶瓷熔覆层的制备方法

摘要

本发明公开了一种铜表面激光原位合成稀土氧化物陶瓷熔覆层的制备方法，属于表面工程技术领域，其步骤如下：(1)原位自生陶瓷增强熔覆粉末的制备：根据6Al+6ZrO₂+2LaB₆＝6ZrB₂+La₂O₃+3Al₂O₃反应方程式，配置固定摩尔比的增强相粉末，即Al:ZrO₂:LaB₆＝3:3:1，配制增强相含量为4～12wt.％的熔覆粉，(2)纯铜基板的制备；(3)铜表面激光原位合成稀土氧化物陶瓷熔覆层的制备：利用旁轴送粉器送达熔覆基体表面，并在激光作用下发生高温自蔓延反应，生成陶瓷相和稀土氧化物。本发明的方法中的陶瓷相可以提升熔覆层的力学性能，稀土氧化物可以明显改善熔覆层的组织和性能，进而在纯铜表面获得性能优异的熔覆层。

主权项

1.一种铜表面激光原位合成稀土氧化物陶瓷熔覆层的制备方法，其步骤如下：(1)原位自生陶瓷增强熔覆粉末的制备原位自生陶瓷增强熔覆粉末由陶瓷增强相材料和铜粉组成，陶瓷增强相材料由Al粉、ZrO₂粉和LaB₆组成，陶瓷增强相材料的摩尔比为，Al:ZrO₂:LaB₆＝3:3:1；按照上述粉末配比，准确称量，将各组分放入V型混料机中混粉，干燥，去除粉末中的水分，制得混合熔覆粉末；(2)纯铜基板的制备选用铜基板，使用砂纸打磨纯铜表面，去除表面污渍、氧化物等；使用无水乙醇擦拭待熔覆表面；使用毛刷在纯铜表面涂刷一层碳素墨水，干燥，得纯铜基板；(3)铜表面激光原位合成稀土氧化物陶瓷熔覆层的制备将步骤(2)所得纯铜基板固定在数控机床上，纯铜基板随数控机床移动，利用旁轴送粉器将粉末送达激光器发出的激光作用处，形成熔覆层，激光熔覆结束后，空冷至室温，得到铜表面激光原位合成稀土氧化物陶瓷熔覆层；所述步骤(3)中反应生成的La₂O₃含量占总量的0.5～1.5wt.％；所述步骤(1)中所述陶瓷增强相材料在原位自生陶瓷增强熔覆粉末中的含量为4～12wt.％；所述步骤(1)中所述铜粉的平均粒度为53～75μm，纯度为99.9％；Al粉的平均粒度为38～75μm，纯度为99.5％；ZrO₂粉的平均粒度为25～48μm，纯度为99.9％；LaB₆的平均粒度为25～48μm，纯度为99.5％。