本发明属于涂层制备，具体涉及一种超高速脉冲功率激光熔覆y2o3/镍基合金涂层及其制备方法。
背景技术：
1、ni-cr-mo-nb作为一种实用的镍基高温合金涂层材料通过在基体相ni-cr中添加mo、nb元素起到固溶强化作用而使其具有了较好的抗腐蚀及高温氧化能力而被应用于工程器件表面防护领域。
2、目前常用的如电弧喷涂、火焰喷涂等涂层制备技术存在着涂层孔隙率大、涂层表面质量差等问题，传统激光熔覆虽然可以制备质量较好的涂层但其存在着制备效率低、热输入大工件变形大等问题。且ni-cr-mo-nb涂层在应用过程中也暴露出了材料本身存在的硬度值偏低和耐磨性能不足的问题，这将严重影响涂层的使用寿命，导致涂层的实用价值降低。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超高速脉冲功率激光熔覆y2o3/镍基合金涂层及其制备方法，用于解决ni-cr-mo-nb涂层耐磨性能差的技术问题。
2、本发明采用以下技术方案：
3、超高速脉冲功率激光熔覆y2o3/镍基合金涂层制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将ni-cr-mo-nb粉末及y2o3粉末混匀后得到y2o3/ni-cr-mo-nb粉末；
5、s2、确定脉冲功率所需时间；
6、s3、对钢管基体与步骤s1得到的y2o3/ni-cr-mo-nb粉末进行预热；
7、s4、根据步骤s2得到的脉冲功率时间，采用脉冲激光功率熔覆工艺对步骤s3得到的钢管基体和y2o3/ni-cr-mo-nb粉末加工，制备得到ni-cr-mo-nb及y2o3/ni-cr-mo-nb涂层。
8、具体的，步骤s1中，y2o3粉末质量占y2o3/ni-cr-mo-nb粉末总质量的0％～2％。
9、进一步的，ni-cr-mo-nb粉末的粒径为15～45μm，y2o3粉末的粒径为600～800nm。
10、具体的，步骤s1中，将ni-cr-mo-nb粉末与y2o3粉末在80～150℃真空干燥3～5h，然后以100r/min速度连续混合3～5h。
11、具体的，步骤s2中，脉冲功率所需时间具体计算如下：
12、脉冲功率所需时间＝(每道次长度+道次偏移量)/激光熔覆速度。
13、
14、进一步的，功率变化所需时间为0.3004s。
15、具体的，步骤s3中，预热时间为3～5h，预热温度为80～150℃。
16、具体的，步骤s4中，设置离焦量为0～2mm，搭接率为70％～90％，将步骤s3得到的y2o3/ni-cr-mo-nb粉末通入氩气保护，氩气的流速为8～15l/min。
17、本发明的另一技术方案是，超高速脉冲功率激光熔覆y2o3/镍基合金涂层。
18、具体的，0.1％～0.5％y2o3/ni-cr-mo-nb涂层的平均硬度为267.77～273.85hv，晶粒平均尺寸为2.54～2.62μm；0.6％～1％y2o3/ni-cr-mo-nb涂层的平均硬度为272.76-279.81.hv，晶粒平均尺寸为2.33～2.40μm；1％～1.5％y2o3/ni-cr-mo-nb涂层的平均硬度为284.77～312.98hv，晶粒平均尺寸为1.51～2.16μm；1.6％～2.0％y2o3/ni-cr-mo-nb涂层的平均硬度为274.69～288.11.hv，晶粒平均尺寸为1.88～2.17μm。
19、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
20、本发明一种超高速脉冲功率激光熔覆y2o3/镍基合金涂层制备方法，采用超高速脉冲功率激光熔覆制备的y2o3/ni-cr-mo-nb涂层使得涂层具有更好的抗腐蚀及磨损性能；超高速激光熔覆保证了涂层的表面质量较好涂层平整，稀释率较低，且制备效率及粉末利用率极高；脉冲功率技术可使得粉末对于激光的功率利用率有效提高使得涂层可以更好的钉扎于基体中，增强了涂层的冶金结合力。涂层中的cr元素与o元素具有高亲和力，使得其在腐蚀环境中可有效在涂层表面形成连续的cr2o3阻止腐蚀性元素的扩展，mo、nb元素于其中起到固溶强化作用可进一步增强涂层的热稳定性、抗腐蚀性及其高温抗氧化性能。且加入y2o3后由于其优秀的弥散强化效应及细晶强化效应使得涂层的硬度提升、晶粒细化、组织均匀，最终达到提高其耐磨性的目的
21、进一步的，通过改变y2o3粉末质量在y2o3/ni-cr-mo-nb粉末总质量中的占比达到改变涂层晶粒尺寸及涂层的硬度的目的。
22、进一步的，采用ni-cr-mo-nb粉末的粒径为15～45μm可使得超高速激光熔覆过程中粉末熔化效果好，从而制得连续均匀的涂层。采用y2o3粉末的粒径为600～800nm可使得纳米级y2o3粉末可以均匀混合在ni-cr-mo-nb粉末中，减少了y2o3粉末在混粉过程中团聚的可能性。
23、进一步的，将ni-cr-mo-nb粉末与y2o3粉末在120℃真空干燥3h，以去除粉末中的水分，减小了在混粉过程中粉末发生团聚的可能性。以100r/min速度连续混合3h-5h，以达到均匀化粉末的目的。
24、进一步的，脉冲激光功率时间的设置可使得激光功率可按照时间的变化进行改变，从而起到改变熔池深度的目的。
25、进一步的，将脉冲功率变化时间设置为0.3004s可保证激光功率可自动实现在相邻道次间的改变，相较于手动调节功率，极大提高了制备涂层的效率。
26、进一步的，将钢管基体进行预热，从而提高其熔覆的初始温度，可有效的减小涂层出现裂纹气孔的倾向，将混合粉末进行预热可烘干其中的水分，防止了在熔覆过程中送粉过程中粉末出现团聚的现象，可有效改善涂层的连续性及质量。
27、进一步的，将离焦量设置在0～2mm之间可保证粉末在到达基体时已经充分熔化，将搭接率设置在70-90％可保证涂层表面的均匀连续性，将y2o3/ni-cr-mo-nb粉末通入氩气保护，氩气的流速设置在8-15l/min可保证涂层在制备过程中粉末不会出现氧化的现象。
28、超高速脉冲功率激光熔覆y2o3/镍基合金涂层，采用超高速激光熔覆的方式在保证涂层质量的同时极大提高了涂层的制备效率，采用脉冲功率的制备技术令涂层的熔池存在一定波动让其可以更好钉扎于基体中从而增强涂层的冶金结合，并通过将纳米级y2o3弥散在涂层中起到的弥散强化效应及使y2o3的细晶强化效益令涂层产生明显的晶体细化，从而使得细化的组织在摩擦时受到的阻力减小，令摩擦系数更小，从而提高涂层的耐磨性能。
29、综上所述，本发明通过超高速脉冲功率激光熔覆技术制备表面质量优异且连续致密的氧化钇弥散分布的镍基高温合金涂层，制备的涂层表现出优异的细晶强化能力及抗腐蚀磨损性能；制备工艺简单，且具有重要的工程应用价值。
30、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。