[发明专利]一种激光增材制造准晶-纳米晶改性梯度复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种用激光3D打印技术制备准晶‑纳米晶改性梯度复合材料的方法。用同轴送法将Stellite 12‑B₄C‑Y₂O₃混合粉末激光合金化于TA15合金表面形成组织较为组大的下层；后将Stellite 12‑B₄C‑Cu‑Y₂O₃混合粉末激光沉积于下层表面形成组织较为致密的上层，上层与下层之间呈良好的冶金结合，且都具有较好的耐磨性。实验结果表明，随着Cu的加入产生了许多超细纳米晶及准晶相，改变了激光增材制造梯度复合层的结构并提高了其力学性能。本发明能够获得组织结构致密且具有极高耐磨性的梯度复合材料。

主权项

1.一种激光增材制造准晶‑纳米晶改性梯度复合材料的方法，其特征是：（1）将一定质量比例Stellite 12、B₄C、Y₂O₃混合粉末通过机械混粉器充分混合并用烘干机烘干，用同轴送粉器将Stellite 12、B₄C、Y₂O₃混合粉末吹向TA15钛合金待处理表面进行激光合金化处理形成下层，过程采用激光束垂直扫描并同轴吹送氩气保护熔池及镜筒，工艺参数：激光功率0.6～2.8 kW，扫描速度 2～12 mm/s，送粉速率15～35 g/min，光斑直径4 mm，氩气流速10～40 L/min，焊道搭接率30%；混合粉末成分及质量分数：B₄C 7～29%，Y₂O₃ 1～3%，余量 Stellite 12；Stellite 12中各化学元素质量分数：C1.40%，Cr 29.50%， Si1.45%，W8.25%，Fe3.00%，Mo1.00%，Ni3.00%，Mn1.00%，余量Co；（2）将一定质量比例Stellite 12、B₄C、Cu、Y₂O₃混合粉末通过机械混粉器充分混合并用烘干机烘干，用同轴送粉器将Stellite 12、B₄C、Cu、Y₂O₃混合粉末吹向下层表面进行激光熔化沉积处理形成上层，激光束垂直扫描并同轴吹送氩气保护熔池及镜筒，工艺参数：激光功率0.6～2.8 kW，扫描速度 2～12 mm/s，送粉速率15～35 g/min，光斑直径4 mm，氩气流10～40 L/min，焊道搭接率30%，混合粉末各成分及质量分数：B₄C 7～29%， Cu 3～7%，Y₂O₃ 1～3%，余量 Stellite 12。