一种铝合金表面镍基合金层强化方法

摘要

本发明公开了一种铝合金表面镍基合金层的强化方法，该方法将一定比例的稀土La和Ce掺入镍基合金粉末中，通过激光表面熔覆技术，使铝合金表面获得呈冶金结合的高硬度和高耐磨耐腐蚀性的镍基合金层，硬度可达1350HV，耐磨性和耐腐蚀性能，较现有技术分别提高一倍。这对拓展铝合金的应用范围，扩大铝合金在尖端领域的应用将有重要作用。

主权项

一种铝合金表面镍基合金层强化方法，其特征在于：该方法是将稀土La和Ce掺入镍基合金熔覆材料中，采用激光表面熔覆技术，使铝合金表面获得呈冶金结合的高硬度和高耐磨耐腐蚀性的镍基合金层；其具体强化步骤包含：（1）先对铝合金基体表面进行处理，处理工序采用机械和化学混合方法消除铝合金基体表面的氧化膜，工艺过程是用样品金相砂纸对铝合金表面进行粗磨→表面喷砂打磨→超声波清洗→化学试剂清洗→吹干，其中化学试剂清洗是将铝合金基体放入NaOH溶液中浸泡一定时间；（2）配置含有稀土La、Ce的镍基合金熔覆材料：该镍基合金熔覆材料配比按重量百分比计量，其中稀土La、Ce为0.5%～6.5%，其余为镍基合金的其它组成材料粉末；将上述熔覆材料粉末充分混合，经球磨机研磨后加入酒精粘结剂，搅拌均匀成糊状，然后用刷子均匀涂覆在铝合金基体表面，并使涂覆层达到必要的厚度，经自然晾干后，再进行烘干处理；（3）把粘结了上述熔覆材料的铝合金基体装入氩气保护反应容器内，并将保护反应容器装在可作三维运动的数控加工机床的工作台上，随后向保护反应容器注入99.999%高纯度氩气，并持续一定时间，使之尽可能排除反应容器内的空气；（4）按照预定的激光熔覆工艺参数编制好数控程序，启动数控机床的工作程序，同时启动CO2激光器对铝合金熔覆层进行激光熔覆处理，让激光束按照预定的加工程序扫描铝合金基体表面上的熔覆层，使其多道扫描的搭接率达25%至30%，通过激光束的高温熔覆，使上述熔覆层材料与铝合金基体呈冶金结合；所述含稀土La、Ce的镍基合金熔覆材料的组成为：稀土La和Ce： 0.5%～6.5%、C：0.6%～1.0%、Si：2.0%～4.0%、W：3.0%～8.0%、Cr：10.0%～20.0%、Fe<15.0%，其余为Ni，杂质<1.0%；所述激光熔覆的工艺参数为：工作气体为纯度99.999%的CO2，N2，He的混合体，比例为1～5：10～20：20～40，其中CO2气体量为0.4KPa～0.6 KPa；激光功率2KW～6KW；光斑直径1mm～6mm；激光扫描速率20～200mm/min。