激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法

专利名称：激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备金属陶瓷涂层的方法，尤其涉及一种激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法。
背景技术：
在具有一定塑性的基材表面制备高硬度与高耐磨等性能的金属陶瓷涂层，既可以充分发挥基材的塑性与韧性优势，也可以充分利用金属陶瓷涂层的高硬度与高耐磨性能， 从而大幅度提升基材的整体性能(高强度、高韧性、高硬度及高耐磨性能的结合)。因此，金属陶瓷涂层制备技术在耐磨损构件的制造与关键零部件的表面强化与修复等领域具有广阔的应用前景。目前，制备金属陶瓷涂层的技术主要有热喷涂、热喷焊、堆焊、激光熔覆、激光熔注等。其中，热喷涂技术具有工艺成熟、操作简单、施喷环境宽泛及效率高等优点，但涂层与基材呈机械结合，在使用的过程中易剥落。热喷焊技术可以有效改善喷涂时结合力低的缺点，但由于火焰温度低及加热时间长，使粘结金属与陶瓷相的交互作用时间过长，导致陶瓷相在喷焊过程中烧损严重，耐磨功能相的硬度严重降低，从而降低了涂层的硬度与耐磨损性能，因此应用受到限制。基于高能束热源的堆焊技术(等离子弧堆焊、电子束堆焊等)为制备金属陶瓷涂层注入了新的活力，该技术可提高焊接效率，提高堆焊层结合强度。但是， 由于热源的输入功率较大，不但使陶瓷相发生大量的烧损，导致涂层的硬度与耐磨性降低， 而且容易使涂层的稀释率与基材的热影响区变大，导致基材发生严重的变形；激光熔覆是目前制备金属陶瓷涂层的一种常用方法，相对于热喷涂、热喷焊与堆焊而言，其具备以下优点组织致密、稀释率低、粘结金属与陶瓷相选择范围广、基材热影响与热变形小、涂层与基材呈结合强度高的冶金结合。但是，激光熔覆效率低与熔覆层易产生裂纹的问题极大地限制了激光熔覆技术的工业化应用。激光熔注技术是近年来发展起来的一种新兴表面强化技术，它是利用激光束熔化金属基材表面的同时，将陶瓷相颗粒注入到激光熔池内，当激光束扫描过后，注入的陶瓷相颗粒并没有完全熔化，而是以固态粒子的形式被“冻结”起来，从而形成金属陶瓷涂层的工艺。与激光熔覆技术相比，该技术最大的优势是能够在一些可焊性差而又缺乏其它表面强化手段的钛合金、铝合金与镁合金表面注入wc、SiC与TiC等陶瓷相颗粒，形成金属陶瓷涂层。但是，该技术也存在激光熔注效率低、陶瓷相含量低与注入的深度小、金属陶瓷涂层易产生气孔与裂纹等问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法，该方法能够解决常规激光熔注时基材对激光反射率高而导致熔注效率低、陶瓷相注入深度小与体积百分含量低以及金属陶瓷涂层易开裂等问题。它的基本原理是利用感应加热线圈在基材表面产生的集肤效应，使基材表面在短时间内被加热到红热状态，然后将激光束与
4粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激光热源与感应加热源的复合，同时将陶瓷相颗粒直接注入到激光感应复合熔注热源在基材表面形成的熔池内，当激光感应复合熔注热源移开后，注入的陶瓷相颗粒并没有完全熔化而是以固态粒子的形式被“冻结”起来，从而形成金属陶瓷涂层。可见，采用激光感应复合熔注的方法制备的金属陶瓷涂层，其粘结金属为基材本身。本发明是这样来实现的，其特征是方法步骤为(1)先将高熔点、高硬度的陶瓷相装入自动送粉器的装料斗内，然后将基材表面进行除锈、除油、清洗与喷砂处理；(2)将基材表面与感应加热线圈之间的距离控制在2 IOmm内，通入电流至感应加热线圈，并通过感应加热电源调节感应加热功率，使基材表面被感应加热的温度为 300 1000°C，同时利用铜管对感应加热区吹入惰性保护气体，防止其高温氧化；(3)将聚焦激光束与自动送粉器的粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴将陶瓷颗粒注入激光感应复合熔注热源在基材表面形成的熔池内，当激光感应复合熔注热源移开后，未完全溶解的陶瓷相颗粒在熔池内而形成金属陶瓷涂层；(4)当激光感应复合熔注完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向移动数控机床， 其移动的距离为激光光斑直径的80 20% ；(5)检测金属陶瓷涂层的面积是否达到预期的要求，如果没有，重复步骤 0)- )，直到金属陶瓷涂层达到所要求的面积；否则，工作结束。所述的金属陶瓷涂层由粘结金属与陶瓷相组成，其中，粘结金属为基材本身，如镍基高温合金GH4133与Rene，88DT，钛合金Ti6A14V、TC4与TC17等，铝及铝合金ZL102与 LY12，钢铁材料A3钢与4Cr5W2SiV模具钢，镁合金AZ91D与AZ91HP ；陶瓷相为高硬度、高熔点的氧化物如Al2O3与、碳化物如WC、SiC与TiC、硅化物如MoSi2与CoSi2或金属间化合物如 NiAl、TiAl 与 FeAl。所述在步骤O)时，感应加热电源为高频或超音频感应加热器，感应加热功率为 10 200kW，感应加热频率为30 90kHz。所述在步骤(3)时，激光束采用(X)2激光、Nd: YAG激光或光纤激光，激光感应复合熔注过程中，激光功率为1 10kw，激光束光斑直径为2 20mm，激光扫描速度为1 15m/ min，粉末喷嘴与基材表面法向间的夹角为30 70°，粉末喷嘴与基材表面的垂直距离为 8 15mm，粉末流量为1 20kg/h。所述在步骤时，沿激光扫描速度的垂直方向(Y轴方向)移动数控机床，其移动的距离为激光光斑直径的80 20%，从而控制连续两道次间的搭接率为20 80%。所述在步骤(3)时，激光束定位于感应线圈的中心，从而实现感应加热时激光热源与感应加热源的复合，为了提高感应加热效率，感应线圈上安装有专用导磁体。实现激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的装置包括计算机、激光器、导光系统、激光头、聚焦系统、粉末喷嘴、双斗自动送粉器、感应加热线圈、感应加热电源、数控机床、基材、导磁体、导气管，其特征是计算机分别连接数控机床、感应加热电源和激光器，激光器连接激光头，数控机床上表面放置有基材，基材上表面放置有感应加热线圈，基材的表面与感应加热线圈之间的距离在2 10mm，感应加热线圈连接感应加热电源，激光头侧壁固定连接粉末喷嘴，粉末喷嘴与基材法向的夹角为30-70°，粉末喷嘴的末端与基材表面垂直距离为10-15mm，激光头和粉末咂嘴在感应加热线圈上方，感应加热线圈两侧设有导磁体，粉末喷嘴末端连有双斗自动送粉器，激光头内依次连有导光系统和聚焦系统，激光头顶端侧壁连有导气管，感应加热线圈上有溶池。本发明的优点是(1)陶瓷相在基材内的注入深度大、体积百分含量高，金属陶瓷涂层与基材的化学成分呈平缓梯度过渡，陶瓷相在激光感应复合熔注过程中的烧损小，获得的金属陶瓷涂层具有组织致密、硬度高、韧性好、耐磨损、无气孔和裂纹等一系列优异性能。(2)在预热的同时进行激光熔注，使得激光束的能量主要用于熔化基材表面，大幅度提高了激光能量的利用率与激光熔注的效率。此外，陶瓷相颗粒与激光束相互作用的时间很短，陶瓷相颗粒进入熔池后仍是固相粒子，从而最大程度上保持了陶瓷相颗粒高硬度的特征，可以大幅度提高涂层的硬度与耐磨性能。(3)激光熔注每一道时都经过了感应预热处理，大幅度降低了激光熔注过程中的温度梯度，而且金属陶瓷涂层的粘结金属是基材本身，可以将涂层与基材的界面应力降低到最小程度，从而获得组织致密且无裂纹的金属陶瓷涂层。 (4)与常规激光熔注制备金属陶瓷涂层的方法相比，激光感应复合熔注的速度提高了 2 30倍，陶瓷相颗粒的熔注深度提高了 1 5倍，陶瓷相颗粒的体积百分含量提高了 1 3倍。(5)制备的金属陶瓷涂层具有优异的耐磨损性能，相对于常规激光熔注相同成分材料的耐磨性能可以提高1 8倍，服役寿命提高5 10倍。(6)本发明制备的金属陶瓷涂层可广泛应用于高温合金、刀具、模具、汽车部件以及一些可焊性差而又缺乏其它表面强化手段的钛合金、铝合金与镁合金的表面强化领域。


图1为本发明金属陶瓷涂层激光感应复合熔注系统的示意图。图2为本发明激光感应复合熔注专用感应加热线圈的示意图。在图中，在图中，1、计算机 2、激光器 3、导光系统 4、激光头 5、聚焦系统 6、粉末喷嘴7、装料斗 8、复合粉末9、双斗自动送粉器 10、感应加热线圈11、感应加热区 12、感应加热电源 13、数控机床 14、基材 15、涂层 16、导磁体 17、熔池 18、导气管
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例子对本发明作进一步说明。本发明制备的金属陶瓷涂层，主要由粘结金属与陶瓷相组成。所述的粘结金属为基材本身，如Ni基高温合金GH4133与Rene，88DT等，钛合金Ti6A14V、TC4与TC17等，铝及铝合金ZL102与LY12等，钢铁材料A3钢与4Cr5W2SiV模具钢等，镁合金AZ91D与AZ91HP 等；陶瓷相为高硬度、高熔点的氧化物如Al2O3与^O2等、碳化物如WC、SiC与TiC等、硅化物如MoSi2与CoSi2等或金属间化合物如NiAl、TiAl与!^eAl等。本发明采用激光感应复合熔注的方法制备金属陶瓷涂层，包括下列步骤
(1)先将高熔点、高硬度的陶瓷相如氧化物( 与Al2O3)、碳化物(WC、SiC与 TiC)、硼化物(TiB2与CrB2)、硅化物(MoSi2与Mo2Ni3Si)以及金属间化合物(TiAUNiAl与 FeAl)装入自动送粉器的装料斗内，然后将基材表面进行除锈、除油、清洗与喷砂处理；(2)将基材表面与感应加热线圈之间的距离控制在2 IOmm内，通入电流至感应加热线圈，并调节感应加热功率，使基材表面被感应加热的温度为300 1000°C，同时利用铜管对感应加热区吹入惰性保护气体，防止其高温氧化；(3)将聚焦激光束与自动送粉器的粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴将陶瓷颗粒注入激光感应复合熔注热源在基材表面形成的熔池内，当激光感应复合熔注热源移开后，未完全溶解的陶瓷相颗粒被“冻结”在熔池内而形成金属陶瓷涂层。(4)当激光感应复合熔注完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向移动数控机床， 其移动的距离为激光光斑直径的80 20% ；(5)检测金属陶瓷涂层的面积是否达到预期的要求，如果没有，重复步骤 0)- )，直到金属陶瓷涂层达到所要求的面积；否则，工作结束。如图1所示，实现上述方法的装置包括计算机1、激光器2、导光系统3和聚焦系统 5、自动送粉器9、感应加热装置和激光感应复合加工数控工作台。激光器2、导光系统3和聚焦系统5位于同一光路上，其中导光系统3与激光头4 相连，聚焦系统5位于激光头4内，激光器2发出的激光束经过导光系统3传输到聚焦系统 5后被聚焦成圆形光斑并辐射到基材14的表面。与惰性保护气体源相连的导气管18的出气口位于聚焦系统5与基材14之间，并对准在基材14表面的感应加热区11。自动送粉器 9包括装料斗7以及粉末喷嘴6，粉末喷嘴6固定在激光头4上；粉末喷嘴6与基材14表面法向的夹角为30 70°，粉末喷嘴6的末端与基材14表面的垂直距离为8 15mm。激光感应复合熔注时，调节自动送粉器9的装料斗7的送粉率，并利用粉末喷嘴6将陶瓷相颗粒 8注入激光感应复合熔注热源在基材14表面形成的熔池17内，当激光感应复合熔注热源移开后，未完全溶解的陶瓷相颗粒8被“冷冻”在熔池内而形成金属陶瓷涂层15。感应加热装置由感应加热电源12和感应加热线圈10组成，感应加热线圈10与感应加热电源12相连， 用于对基材14进行加热。激光感应复合熔注时，将基材14的表面与感应加热线圈10之间的距离控制在2 IOmm范围内(如图2所示)。如图2所示，为提高感应加热线圈10对基材14的加热效率，在感应加热线圈10 上安装有专用导磁体16。激光感应复合加工数控工作台由计算机1、数控机床13与基材夹持装置组成。计算机1与激光器2、感应加热电源12以及数控机床13相连，并控制激光器 2的激光输出、感应加热电源12的感应加热功率以及数控机床13的运动。数控机床13采用两轴联动的控制并作X、Y轴方向的直线运动。基材夹持装置固定在数控机床13上，用于将基材14安装在数控机床13上。实例一采用激光感应复合熔注的方法，将铸造WC颗粒直接注入镍高温合金GH4133的表面而形成WC/Ni金属陶瓷涂层。该金属陶瓷涂层内WC颗粒的体积百分含量为30%，WC颗粒的注入深度为0. 8mm，涂层的面积为100X 150mm2。本实施例的实施过程为
(1)陶瓷相颗粒的选择与基材的准备。陶瓷相8为铸造WC颗粒，由片状的WC+W2C 其晶组成，平均粒径为40 μ m,将其置于150°C的保温箱内干燥2小时，然后放入自动送粉器 9的装料斗7内。基材14为镍基高温合金GH4133，其化学成分为(质量百分比)0. 032
0.038% C、19 22% Cr、0. 05 0. 07Si、0. 01 0. 03Mn、0. 8 1. 2% Al,2. 5 3% Ti、
1.2 1. 4Nb、0. 002 0. 003B、0. 01 0. 02Fe、余量为Ni，其表面经除锈、除油、清洗与喷砂处理后待用；(2)将基材镍基高温合金14的表面与感应加热线圈10之间的距离调整为4mm，通入电流至感应加热线圈10，并利用计算机1调节感应加热线圈10的感应加热功率，使镍基高温合金14的表面被感应加热的温度为900°C，同时利用铜管18向感应加热区11吹入氮气作为保护气体，防止感应加热区11的高温氧化；(3)将聚焦后的CO2激光束与自动送粉器9的粉末喷嘴6定位于感应加热区11内， 实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴6将铸造WC颗粒8注入激光感应复合熔注热源在基材镍基高温合金14表面形成的熔池17内，当激光感应复合熔注热源移开后，未完全溶解的铸造WC颗粒8被“冷冻”在熔池内而形成WC/Ni金属陶瓷涂层15。在激光感应复合熔注过程中，粉末喷嘴6与镍基高温合金14的表面法向间的夹角为45°，粉末喷嘴6与镍基高温合金14表面的垂直距离为8mm，粉末流量为Wkg/h，激光束光斑直径为6mm，激光功率为8kW，感应加热功率为80kW，激光扫描速度为18m/min，激光感应复合熔注热源沿X轴方向运动的距离为IOOmm ；(4)当激光感应复合熔注完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向(Y轴方向)移动数控机床13，其移动的距离为激光光斑直径的60%，从而挖制涂层的搭接率为40% ；(5)检测涂层的面积是否达到预期的要求，如果没有，重复步骤0)- ),直到涂层达到所要求的面积；否则，工作结束。实例二采用激光感应复合熔注的方法，将MoSi2颗粒直接注入TC4合金的表面而形成 MoSi2Ai金属陶瓷涂层。该金属陶瓷涂层内MoSi2颗粒的体积百分含量为50%，MoSi2颗粒的注入深度为1. 2_，涂层的面积为120X 180mm2。本实施例的实施过程为(1)陶瓷相颗粒的选择与基材的准备。陶瓷相8为MoSi2颗粒，其平均粒径为 50 μ m,将其置于150°C的保温箱内干燥2小时，然后放入自动送粉器9的装料斗7内。基材 14为TC4合金，其化学成分为(质量百分比)5. 5 6. 0% Al、3. 5 4. 5% V、余量为Ti，其表面经除锈、除油、清洗与喷砂处理后待用；(2)将基材TC4合金14的表面与感应加热线圈10之间的距离调整为6mm，通入电流至感应加热线圈10，并利用计算机1调节感应加热线圈10的感应加热功率，使基材TC4 合金14的表面被感应加热的温度为600°C，同时利用铜管18向感应加热区11吹入氩气作为保护气体，防止感应加热区11的高温氧化；(3)将聚焦后的CO2激光束与自动送粉器9的粉末喷嘴6定位于感应加热区11内， 实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴6将MoSi2颗粒8注入激光感应复合熔注热源在基材TC4合金14表面形成的熔池17内，当激光感应复合熔注热源移开后，未完全溶解的MoSi2颗粒8被“冷冻”在熔池内而形成MoSi2/Ti金属陶瓷涂层15。
在激光感应复合熔注过程中，粉末喷嘴6与基材TC4合金14的表面法向间的夹角为50°，粉末喷嘴6与基材TC4合金14表面的垂直距离为10mm，粉末流量为Ukg/h，激光束光斑直径为5mm，激光功率为5kW，感应加热功率为40kW，激光扫描速度为8m/min，激光感应复合熔注热源沿X轴方向运动的距离为120mm ；(4)当激光感应复合熔注完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向(Y轴方向)移动数控机床13，其移动的距离为激光光斑直径的50%，从而控制涂层的搭接率为50% ；(5)检测涂层的面积是否达到预期的要求，如果没有，重复步骤0)- ),直到涂层达到所要求的面积；否则，工作结束。实例三采用激光感应复合熔注的方法，将Al2O3颗粒直接注入铸造铝合金(Al_7wt. % Si) 的表面而形成Al2O3Al-Si金属陶瓷涂层。该金属陶瓷涂层内Al2O3颗粒的体积百分含量为 70%，Al2O3颗粒的注入浓深度为2mm，涂层的面积为150X200mm2。本实施例的实施过程为(1)陶瓷相颗粒的选择与基材的准备。陶瓷相8为Al2O3颗粒，其平均粒径为 60 μ m,将其置于150°C的保温箱内干燥2小时，然后放入自动送粉器9的装料斗7内。基材 14为铸造铝合金(Al-7wt. % Si)，其表面经除锈、除油、清洗与喷砂处理后待用；(2)将基材铸造铝合金(Al_7wt. % Si) 14的表面与感应加热线圈10之间的距离调整为8mm，通入电流至感应加热线圈10，并利用计算机1调节感应加热线圈10的感应加热功率，使基材铸造铝合金(Al-7wt. % Si) 14的表面被感应加热的温度为500°C，同时利用铜管18向感应加热区11吹入氦气作为保护气体，防止感应加热区11的高温氧化；(3)将聚焦后的Nd:YAG激光束与自动送粉器9的粉末喷嘴6定位于感应加热区 11内，实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴6将Al2O3颗粒8注入激光感应复合熔注热源在基材铸造铝合金(Al-7wt. % Si) 14表面形成的熔池17内，当激光感应复合熔注热源移开后，未完全溶解的MoSi2颗粒8被“冷冻”在熔池内而形成Al2O3Al-Si金属陶瓷涂层15。在激光感应复合熔注过程中，粉末喷嘴6与基材铸造铝合金(Al_7wt. % Si) 14的表面法向间的夹角为53°，粉末喷嘴6与基材铸造铝合金(Al-7wt. %Si)14表面的垂直距离为12mm，粉末流量为10kg/h，激光束光斑直径为7mm，激光功率为2kW，感应加热功率为 30kW，激光扫描速度为6m/min，激光感应复合熔注热源沿X轴方向运动的距离为150mm ；(4)当激光感应复合熔注完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向(Y轴方向)移动数控机床13，其移动的距离为激光光斑直径的40%，从而控制涂层的搭接率为60% ；(5)检测涂层的面积是否达到预期的要求，如果没有，重复步骤0)- ),直到涂层达到所要求的面积；否则，工作结束。
权利要求
1.一种激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法，其特征是方法步骤为(1)先将高熔点、高硬度的陶瓷相装入自动送粉器的装料斗内，然后将基材表面进行除锈、除油、清洗与喷砂处理；(2)将基材表面与感应加热线圈之间的距离控制在2 IOmm内，通入电流至感应加热线圈，并通过感应加热电源调节感应加热功率，使基材表面被感应加热的温度为300 1000°C，同时利用铜管对感应加热区吹入惰性保护气体，防止其高温氧化；(3)将聚焦激光束与自动送粉器的粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激光热源与感应加热源的复合；利用粉末喷嘴将陶瓷颗粒注入激光感应复合熔注热源在基材表面形成的熔池内，当激光感应复合熔注热源移开后，未完全溶解的陶瓷相颗粒在熔池内而形成金属陶瓷涂层；(4)当激光感应复合熔注完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向移动数控机床，其移动的距离为激光光斑直径的80 20% ；(5)检测金属陶瓷涂层的面积是否达到预期的要求，如果没有，重复步骤0)- )，直到金属陶瓷涂层达到所要求的面积；否则，工作结束。
2.根据权利要求1所述的一种激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法，其特征是所述的金属陶瓷涂层由粘结金属与陶瓷相组成，其中，粘结金属为基材本身，如镍基高温合金GH4133与Rene，88DT，钛合金Ti6A14V、TC4与TC17等，铝及铝合金ZL102与LY12， 钢铁材料A3钢与4Cr5W2SiV模具钢，镁合金AZ91D与AZ91HP ；陶瓷相为高硬度、高熔点的氧化物如Al2O3与、碳化物如WC、SiC与TiC、硅化物如MoSi2与CoSi2或金属间化合物如 NiAl、TiAl 与 FeAl。
3.根据权利要求1所述的一种激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法，其特征是所述在步骤O)时，感应加热电源为高频或超音频感应加热器，感应加热功率为10 200kW，感应加热频率为30 90kHz。
4.根据权利要求1所述的一种激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法，其特征是所述在步骤(3)时，激光束采用CO2激光、Nd:YAG激光或光纤激光，激光感应复合熔注过程中，激光功率为1 10kW，激光束光斑直径为2 20mm，激光扫描速度为1 15m/min， 粉末喷嘴与基材表面法向间的夹角为30 70°，粉末喷嘴与基材表面的垂直距离为8 15mm，粉末流量为1 20kg/h。
5.根据权利要求1所述的一种激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法，其特征是所述在步骤(4)时，沿激光扫描速度的垂直方向移动数控机床，其移动的距离为激光光斑直径的80 20%，从而控制连续两道次间的搭接率为20 80%。
6.一种权利要求1所述的激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的装置，其特征是包括计算机、激光器、导光系统、激光头、聚焦系统、粉末喷嘴、双斗自动送粉器、感应加热线圈、感应加热电源、数控机床、基材、导磁体、导气管，计算机分别连接数控机床、感应加热电源和激光器，激光器连接激光头，数控机床上表面放置有基材，基材上表面放置有感应加热线圈，基材的表而与感应加热线圈之间的距离在2 10mm，感应加热线圈连接感应加热电源，激光头侧壁固定连接粉末喷嘴，粉末喷嘴与基材法向的夹角为30-70°，粉末喷嘴的末端与基材表面垂直距离为10-15mm，激光头和粉末咂嘴在感应加热线圈上方，感应加热线圈两侧设有导磁体，粉末喷嘴末端连有双斗自动送粉器，激光头内依次连有导光系统和聚焦系统，激光头顶端侧壁连有导气管，感应加热线圈上有溶池。
全文摘要
一种激光感应复合熔注快速制备金属陶瓷涂层的方法，其方法步骤为(1)先将高熔点、高硬度的陶瓷相装入自动送粉器的装料斗内；(2)防止其高温氧化；(3)将聚焦激光束与自动送粉器的粉末喷嘴定位于感应加热区内，实现激光热源与感应加热源的复合；(4)其移动的距离为激光光斑直径的80～20％；(5)工作结束。本发明的优点是(1)陶瓷相在基材内的注入深度大、体积百分含量高，金属陶瓷涂层与基材的化学成分呈平缓梯度过渡，陶瓷相在激光感应复合熔注过程中的烧损小，获得的金属陶瓷涂层具有组织致密、硬度高、韧性好、耐磨损、无气孔和裂纹等一系列优异性能。
文档编号C23C24/10GK102191495SQ20101011878
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者刘光明, 周圣丰, 戴晓琴, 杜楠 申请人:南昌航空大学