稀有金屬元素添加用作對(duì)于銅材表面的沉積置換，改善銅材表面的熔融性和光滑程度，顯著降低銅材表面對(duì)激光的反射，提高銅材的抗氧化性。
[0047]銅材黑色皮膜劑B為邳州市威爾特金屬表面處理有限公司生產(chǎn)的銅材黑色皮膜劑C4040，主要由具有“工業(yè)維生素”美稱的稀土類離子、有機(jī)合成產(chǎn)物以及催化劑等化學(xué)物質(zhì)復(fù)配濃縮而成，主要和銅材黑色皮膜劑C4030配合使用，對(duì)其中的部分離子進(jìn)行催化，并為成膜提供化學(xué)動(dòng)力，從而在銅材表面形成黑色皮膜，提高銅材表面激光處理時(shí)的吸光效果，降低反射率，從而保障激光處理作業(yè)時(shí)的安全性和可操作性。
[0048]表面生成的黑色保護(hù)膜能顯著提高對(duì)激光的吸收率(因?yàn)楹谏饩哂袑?duì)其它色系光譜天然的吸收特性)。由于黑化膜成份中含有鉬酸鹽成份，從而比傳統(tǒng)磷化具有更多更細(xì)的晶粒結(jié)構(gòu)，從而黑化膜的厚度可以達(dá)到18μπι，是傳統(tǒng)磷化膜厚度的2倍，這樣也使得黑化膜對(duì)激光的吸收作用更加明顯。
[0049]步驟3、對(duì)銅板整體預(yù)熱處理。
[0050]一般而言，熔覆層的收縮率大于受熱作用較小的基材，容易形成拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋，采用預(yù)熱處理可提高兩者的結(jié)合性，避免熔覆后產(chǎn)生裂紋;但由于銅的導(dǎo)熱性較好，較低的預(yù)熱溫度無法持續(xù)足夠的時(shí)間，把銅板整體加熱到300°C以上可保改善銅板內(nèi)部組織應(yīng)力，一方面提高熔覆層與銅板的結(jié)合強(qiáng)度，另一方面可減少應(yīng)局部加熱而產(chǎn)生的應(yīng)力。試驗(yàn)所采用銅板較小，可以簡(jiǎn)單預(yù)熱而無需保溫處理;若是采用大銅板，可根據(jù)需要進(jìn)行預(yù)熱，加熱到300°C以上并保溫。
[0051]步驟4、采用二氧化碳橫激光束進(jìn)行熔覆，對(duì)熔池進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，并通過惰性氣體把鎳基合金粉末送至激光熔池，采用氬氣保護(hù)氣載專用送粉器送置粉末到激光熔池中，激光功率選擇4.0kff，掃描速度360mm/min，光斑直徑為3mm，掃描方式為搭接掃描，搭接率為45 %，熔覆層厚度為0.3mm，銅材表面改性只需熔覆一層。
[0052]其中，鎳基合金粉末按重量百分比各成分組成為:C 0.3%,Cr 20.2%,Si 2.8%,Fe 3%,Mo 8.0%,Nb 4.2% ,B 2.2%，余量為Ni，鎳基合金粉末的粒度為150目。
[0053]步驟5、熔覆后的銅板空冷至室溫。
[0054]實(shí)施例2
[0055]步驟1、對(duì)待熔覆銅板進(jìn)行整體超聲波探傷和表面著色探傷，通過超聲波探傷確認(rèn)無內(nèi)部裂紋，經(jīng)過表面著色探傷是確保無裂紋。
[0056]步驟2、在銅板表面進(jìn)行活化覆膜處理，活化覆膜處理包括以下工藝過程:
[0057](I)對(duì)銅板表面除油并水洗。
[0058](2)對(duì)水洗后的銅板進(jìn)行活化處理，并再次水洗去除表面雜質(zhì)。
[0059](3)按比例配置覆膜處理液進(jìn)行黑膜轉(zhuǎn)化，覆膜處理液是用邳州市威爾特金屬表面處理有限公司的銅材黑色皮膜劑C4030、銅材黑色皮膜劑C4040與水按2:1:7的質(zhì)量比例配制而成，把銅板在覆膜處理液中浸泡I小時(shí)，然后水洗、干燥。
[0060]步驟3、對(duì)銅板整體預(yù)熱至350°C，預(yù)熱采用1kW履帶加熱器均勻加熱，周圍用30mm厚的保溫棉覆蓋以減少散熱。
[0061]步驟4、采用二氧化碳橫激光束進(jìn)行熔覆，對(duì)熔池進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，并通過惰性氣體把鎳基合金粉末送至激光熔池，采用氬氣保護(hù)氣載專用送粉器送置粉末到激光熔池中，激光功率選擇3.8kff，掃描速度360mm/min，光斑直徑為3mm，掃描方式為搭接掃描，搭接率為45%，熔覆層厚度為0.3mm;其中，鎳基合金粉末按重量百分比各成分組成為:C 0.2 %，Cr 20.0%,Si 3.0%,Fe 3%,Mo 8.0%,Nb 4.0%,B 2.0%，余量為 Ni，鎳基合金粉末的粒度為200目。
[0062]步驟5、熔覆后的銅板空冷至室溫。
[0063]實(shí)施例3
[0064]步驟1、對(duì)待熔覆銅板進(jìn)行整體超聲波探傷和表面著色探傷，通過超聲波探傷確認(rèn)無內(nèi)部裂紋，經(jīng)過表面著色探傷是確保無裂紋；
[0065]步驟2、在銅板表面進(jìn)行活化覆膜處理，活化覆膜處理包括以下工藝過程:
[0066](I)對(duì)銅板表面除油并水洗。
[0067](2)對(duì)水洗后的銅板進(jìn)行活化處理，并再次水洗去除表面雜質(zhì)。
[0068](3)按比例配置覆膜處理液進(jìn)行黑膜轉(zhuǎn)化，覆膜處理液是用邳州市威爾特金屬表面處理有限公司的銅材黑色皮膜劑C4030、銅材黑色皮膜劑C4040與水按2:1:7的質(zhì)量比例配制而成，把銅板在覆膜處理液中浸泡1.5小時(shí)，然后水洗、干燥。
[0069]步驟3、對(duì)銅板整體預(yù)熱至380°C，預(yù)熱采用1kW履帶加熱器均勻加熱，周圍用25mm厚的保溫棉覆蓋以減少散熱。
[0070]步驟4、采用二氧化碳橫激光束進(jìn)行熔覆，對(duì)熔池進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，并通過惰性氣體把鎳基合金粉末送至激光熔池，采用氬氣保護(hù)氣載專用送粉器送置粉末到激光熔池中，激光功率選擇4.2kff，掃描速度400mm/min，光斑直徑為3mm，掃描方式為搭接掃描，搭接率為45 %，熔覆層厚度為0.4mm;其中，鎳基合金粉末按重量百分比各成分組成為:C 0.1 %，Cr 21.5%,Si 3.5%,Fe 3%,Mo 8%,Nb 4%,B 2%，余量為Ni，鎳基合金粉末的粒度為200 目。
[0071]步驟5、熔覆后的銅板空冷至室溫。熔覆后的金相圖如圖1所示，可知銅板與鎳基合金之間實(shí)現(xiàn)了熔融結(jié)合。
[0072]實(shí)施例4
[0073]步驟1、對(duì)待熔覆銅板進(jìn)行整體超聲波探傷和表面著色探傷，通過超聲波探傷確認(rèn)無內(nèi)部裂紋，經(jīng)過表面著色探傷是確保無裂紋；
[0074]步驟2、在銅板表面進(jìn)行活化覆膜處理，活化覆膜處理包括以下工藝過程:
[0075](I)對(duì)銅板表面除油并水洗。
[0076](2)對(duì)水洗后的銅板進(jìn)行活化處理，并再次水洗去除表面雜質(zhì)。
[0077](3)按比例配置覆膜處理液進(jìn)行黑膜轉(zhuǎn)化，覆膜處理液是用邳州市威爾特金屬表面處理有限公司的銅材黑色皮膜劑C4030、銅材黑色皮膜劑C4040與水按2:1:7的質(zhì)量比例配制而成，把銅板在覆膜處理液中浸泡2小時(shí)，然后水洗、干燥。
[0078]步驟3、對(duì)銅板整體預(yù)熱至330°C，預(yù)熱采用1kW履帶加熱器均勾加熱，周圍用30mm厚的保溫棉覆蓋以減少散熱。
[0079]步驟4、采用二氧化碳橫激光束進(jìn)行熔覆，對(duì)熔池進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，并通過惰性氣體把鎳基合金粉末送至激光熔池，采用氬氣保護(hù)氣載專用送粉器送置粉末到激光熔池中，激光功率選擇4.0kff，掃描速度420mm/min，光斑直徑為5mm，掃描方式為搭接掃描，搭接率為45 %，熔覆層厚度為0.3mm;其中，鎳基合金粉末按重量百分比各成分組成為:C 0.1 %，Cr 22.0%,Si 3.0%,Fe 4.0%,Mo 7.5%,Nb 4%,B 1.7%，余量為 Ni，鎳基合金粉末的粒度為200目。
[0080]步驟5、熔覆后的銅板空冷至室溫。
[0081]以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銅基表面復(fù)合鎳基合金的同步激光恪覆方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1、對(duì)待熔覆銅板進(jìn)行整體超聲波探傷和表面著色探傷確保無裂紋和疲勞層； 步驟2、在銅板表面進(jìn)行活化覆膜處理； 步驟3、對(duì)銅板整體預(yù)熱處理； 步驟4、采用二氧化碳橫激光束進(jìn)行熔覆，對(duì)熔池進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，采用鎳基合金粉末熔覆送粉，激光功率選擇3.8?4.2kW，掃描速度350?420mm/min，光斑直徑為3?5mm，掃描方式為搭接掃描，搭接率為30?50%，熔覆層總厚度為0.3?0.5mm; 步驟5、熔覆后的銅板空冷至室溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅基表面復(fù)合鎳基合金的同步激光恪覆方法，其特征在于:步驟2所述的活化覆膜處理包括以下工藝過程: (1)對(duì)銅板表面除油并水洗； (2)對(duì)水洗后的銅板進(jìn)行活化處理，并再次水洗去除表面雜質(zhì)； (3)按比例配置覆膜處理液進(jìn)行黑膜轉(zhuǎn)化，把銅板在覆膜處理液中浸泡I?2小時(shí)，然后水洗、干燥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅基表面復(fù)合鎳基合金的同步激光恪覆方法，其特征在于:所述覆膜處理液是采用銅材黑色皮膜劑A、銅材黑色皮膜劑B與水按2:1:7的質(zhì)量比例配制而成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種銅基表面復(fù)合鎳基合金的同步激光恪覆方法，其特征在于:所述銅材黑色皮膜劑A、銅材黑色皮膜劑B分別為邳州市威爾特金屬表面處理有限公司的銅材黑色皮膜劑C4030、銅材黑色皮膜劑C4040。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅基表面復(fù)合鎳基合金的同步激光恪覆方法，其特征在于:步驟4中鎳基合金粉末按重量百分比各成分組成為:C 0.1?0.5%，Cr 20?22%，Si2.5?4.0%，F(xiàn)e 3?5%，Mo 6.8?9.0%，Nb 3.8?4.2%，Β I.5?2.2%，余量為Ni。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種銅基表面復(fù)合鎳基合金的同步激光恪覆方法，其特征在于:所述鎳基合金粉末的粒度為100?325目。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅基表面復(fù)合鎳基合金的同步激光恪覆方法，其特征在于:所述熔覆送粉采用氬氣保護(hù)氣載專用送粉器送置粉末到激光熔池中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銅基表面復(fù)合鎳基合金的同步激光熔覆方法，屬于激光熔覆領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下步驟：步驟1、對(duì)待熔覆銅板進(jìn)行整體超聲波探傷和表面著色探傷處理；步驟2、在銅板表面進(jìn)行活化覆膜處理；步驟3、對(duì)銅板整體預(yù)熱至300～450℃，周圍用20～40mm厚的保溫棉覆蓋以減少散熱；步驟4、采用二氧化碳橫激光束進(jìn)行熔覆，對(duì)熔池進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，采用鎳基合金粉末熔覆送粉；步驟5、熔覆后的銅板空冷至室溫。本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)銅材表面進(jìn)行覆膜處理來降低銅材的反光率，減少了能量損失，所采用的鎳基合金粉末硬度高，與銅基的結(jié)合性好，提高了銅板耐磨性和使用壽命。
【IPC分類】C22C19/05, C23C24/10
【公開號(hào)】CN105506620
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511032387
【發(fā)明人】李文華, 黃榮剛, 劉嶺山
【申請(qǐng)人】安徽昱工機(jī)電科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日