热喷涂激光重熔复合技术

热喷涂激光重熔二步法工艺

1．简介

热喷涂激光重熔二步法工艺即先用火焰、电弧、等离子或爆炸喷涂等方法，在基材上制备金属或陶瓷涂层，然后在使用保护气氛的条件下用激光束进行扫描熔化处理，如图1所示。

2.Q235钢表面等离子喷涂Al2O3-ω（TiO2）13%陶瓷涂层激光表面改性（二步法）

等离子喷涂是在金属表面制取陶瓷涂层使用最多的方法，但它有下述固有缺点：涂层与基体间是机械结合，抗冲击性能差；涂层孔隙率高，耐腐蚀和抗氧化性能差；涂层组织不均匀，性能不稳定。为了克服上述缺点，引入激光技术，对喷涂态陶瓷层进行激光表面改性，改变其组织特征和相结构，从而改善性能。

（1）预涂层制备 根据Q235钢和喷涂陶瓷材料物理和化学性能的差异，设计如表1所示的阶梯式涂层，基材喷砂处理后进行等离子喷涂，喷涂工艺参数见表2。

（2）激光重熔工艺 激光重熔使用2kW恒流电激励CO2激光器，用氮气作为保护气体。激光重熔时，需针对不同涂层选择合适的激光功率、光斑尺寸及扫描速度。当光斑为φ3mm，扫描速度为5mm/s时，表1中A组和B组涂层对应的最佳值功率分别为330W和370W，激光功率低于最佳值时，陶瓷层熔化不完全，致密度差；而激光功率高于最佳值时又会导致陶瓷层、过渡层和底层的熔化。

3.等离子喷涂激光表面合金化（二步法）

表3列出AISI6150钢基体进行激光表面合金化时所选择的涂敷材料。这些涂敷材料首先用等离子喷涂，然后用1.2kW的CO2气体激光进行熔融和合金化。经处理后，获得无孔的、结构完整的合金化层。

表 3 AISI钢激光合金化前等离子喷涂的材料