专利名称：一种提高镁合金az91d表面性能的激光熔覆方法
ー种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法
技术领域：
本发明涉及合金粉末液态成型，尤指ー种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法。
背景技木镁合金具有密度小、大的比強度和比刚度以及电磁屏蔽性好等特点，作为轻质结构材料被广泛应用。然而镁合金表面硬度低、耐磨性、耐腐蚀性差等缺点限制了镁合金的应用。实际应用中需ー种表面硬度高、耐磨和耐腐蚀性性能优良，有效工作层与基体结合牢固，具有一定尺寸厚度，成本较低的表面涂层，而现有技术的镁合金表面改性技木，在综合提高材料力学性能和电化学性能方面，在涂层与基体结合强度方面有缺陷。在制备成本和使用性能方面仍难以满足实际使用的需要。
发明内容针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供ー种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供ー种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法，其特征在于包括如下步骤:一、熔覆材料为Co-Cr合金粉末，添加WC作为强化相，Cr质量分数为16% -20%,与Co形成a固溶体，强化相WC含量3.5% -4.5%，通过雾化法制备出粒度为90-110微米的球形粉末；ニ、镁合金工件表面预处理，获得清洁的表面；三、镁合金工件表面熔覆，米用光纤激光器组成的柔性激光加工系统，光束模式为多模，脉宽6ms，频率6Hz，光斑直径2.5mm,焦距75mm，扫描方式为螺旋扫描，扫描速度90mm/s，送粉量2g/s ；四、结合Co-Cr相图，Co-W-C相图，通过SEM或XRD分析手段，运用凝固理论，得到熔覆层形貌、组成相及结构特征；五、根据凝固组织的组成相、形貌与分布、晶粒度、柱状晶和枝晶特征，测试镁合金エ件表面力学性能和电化学性能，达到特定的表面性能时即得到要求的产品。步骤三中，镁合金工件表面熔覆所得到的WC/Co基合金涂层厚度为0.8 1.2mm。进ー步地，步骤五后， 所述镁合金.熔覆层表面经打磨、抛光后得到产品。本发明利用激光熔覆技术，在镁合金AZ91D表面制备钴基合金熔覆层，该熔覆层与基体冶金结合，表面硬度比基体提高六倍，腐蚀电位提高1.lv，腐蚀电流降低5个数量级。本发明的有益效果是:使镁合金表面硬度大、耐磨和耐腐蚀性性能增强，有效工作层与基体结合牢固，具有一定尺寸厚度、成本较低。具体实施方式
实施例一，本发明ー种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法，其特征在于包括如下步骤:一、熔覆材料为Co-Cr合金粉末，添加WC作为强化相，Cr质量分数为16% -20%,与Co形成a固溶体，强化相WC含量3.5% -4.5%，通过雾化法制备出粒度为90-110微米的球形粉末；ニ、镁合金工件表面预处理，获得清洁的表面；三、镁合金工件表面熔覆，米用光纤激光器组成的柔性激光加工系统，光束模式为多模，脉宽6ms，频率6Hz，光斑直径2.5mm,焦距75mm，扫描方式为螺旋扫描，扫描速度90mm/s，送粉量2g/s ；四、结合Co-Cr相图，Co-W-C相图，通过SEM或XRD分析手段，运用凝固理论，得到熔覆层形貌、组成相及结构特征；六、根据凝固组织的组成相、形貌与分布、晶粒度、柱状晶和枝晶特征，测试镁合金エ件表面力学性能和电化学性能，达到特定的表面性能时即得到要求的产品。步骤三中，镁合金工件表面熔覆所得到的WC/Co基合金涂层厚度为0.8 1.2mm。进ー步地，步骤五后，所述镁合金.熔覆层表面经打磨、抛光后得到产品。实施例ニ，本发明ー种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法，其特征在于包括如下步骤:一、熔覆材料为Co-Cr合金粉末，添加WC作为强化相，Cr质量分数为16%，与Co形成a固溶体，強化相WC含量3.5%，通过雾化法制备出粒度为90微米的球形粉末；ニ、镁合金工件表面预处理，获得清洁的表面；三、镁合金工件表面熔覆，米用光纤激光器组成的柔性激光加工系统，光束模式为多模，脉宽6ms，频率6Hz，光斑直径2.5mm,焦距75mm，扫描方式为螺旋扫描，扫描速度90mm/s，送粉量2g/s ；四、结合Co-Cr相图，Co-W-C相图，通过SEM或XRD分析手段，运用凝固理论，得到熔覆层形貌、组成相及结构特征；五、根据凝固组织的组成相、形貌与分布、晶粒度、柱状晶和枝晶特征，测试镁合金エ件表面力学性能和电化学性能，达到特定的表面性能时即得到要求的产品。实施例三，本发明ー种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法，其特征在于包括如下步骤:一、熔覆材料为Co-Cr合金粉末，添加WC作为强化相，Cr质量分数为20%，与Co形成a固溶体，強化相WC含量4.5%，通过雾化法制备出粒度为110微米的球形粉末；ニ、镁合金工件表面预处理，获得清洁的表面；三、镁合金工件表面熔覆，米用光纤激光器组成的柔性激光加工系统，光束模式为多模，脉宽6ms，频率6Hz，光斑直径2.5mm,焦距75mm，扫描方式为螺旋扫描，扫描速度90mm/s，送粉量2g/s ；四、结合Co-Cr相图，Co-W-C相图，通过SEM或XRD分析手段，运用凝固理论，得到熔覆层形貌、组成相及结构特征；
五、根据凝固组织的组成相、形貌与分布、晶粒度、柱状晶和枝晶特征，测试镁合金エ件表面力学性能和电化学性能，达到特定的表面性能时即得到要求的产品。在本发明的实施例中，步骤三镁合金工件表面熔覆所得到的WC/Co基合金涂层厚度为0.8 1.2mm。在本发明的实施例中，步 骤五后，熔覆层表面经打磨、抛光。
权利要求
1.一种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法，其特征在于包括如下步骤: 一、熔覆材料为Co-Cr合金粉末，添加WC作为强化相，Cr质量分数为16% -20%，与Co形成a固溶体，强化相WC含量3.5% -4.5%，通过雾化法制备出粒度为90-110微米的球形粉末； ニ、镁合金工件表面预处理，获得清洁的表面； 三、镁合金工件表面熔覆，采用光纤激光器组成的柔性激光加工系统，光束模式为多模，脉宽6ms，频率6Hz，光斑直径2.5mm,焦距75mm，扫描方式为螺旋扫描，扫描速度90mm/s，送粉量2g/S ； 四、结合Co-Cr相图，Co-W-C相图，通过SEM或XRD分析手段，运用凝固理论，得到熔覆层形貌、组成相及结构特征； 五、根据凝固组织的组成相、形貌与分布、晶粒度、柱状晶和枝晶特征，测试镁合金工件表面力学性能和电化学性能，达到特定的表面性能时即得到要求的产品。
2.根据权利要求1所述的ー种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法，其特征在于:步骤三镁合金工件表面熔覆所得到 的WC/Co基合金涂层厚度为0.8 1.2mm。
全文摘要
一种提高镁合金AZ91D表面性能的激光熔覆方法，一、熔覆材料为Co-Cr合金粉末，二、镁合金工件表面预处理，三、镁合金工件表面熔覆，四、结合Co-Cr相图，Co-W-C相图，通过SEM或XRD分析手段，运用凝固理论，得到熔覆层形貌、组成相及结构特征；五、根据凝固组织的组成相、形貌与分布、晶粒度、柱状晶和枝晶特征，测试镁合金工件表面力学性能和电化学性能，达到特定的表面性能时即得到要求的产品。其优点是使镁合金表面硬度大、耐磨和耐腐蚀性性能增强，有效工作层与基体结合牢固，具有一定尺寸厚度、成本较低。
文档编号C23C24/10GK103088339SQ201310057778
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者金朝龙, 颜瑞峰 申请人:苏州天弘激光股份有限公司