CN106947968A - 用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层及其制备方法，本发明的目的是要解决现有水环境下激光熔覆方法制备的合金涂层与基体易产生裂纹、气孔等缺陷的问题。该预置涂层由合金粉末层和熔覆保护药皮组成，其中合金粉末层由铜基合金粉末与粘结剂混合而成，熔覆保护药皮按质量百分数由40％～45％的CaF2，4％～5％的CuO，15％～18％的CaCO3，10％～11％的TiO2，4％～5％的Cu，1％～2％的Si，2％～3％的Al，1％～2％的Mn，2％～5％的α‑氰基丙烯酸乙酯和余量的活性炭组成。通过本发明的预置涂层进行水下激光熔覆得到的熔覆层质量好，无裂纹夹杂气孔等缺陷，并且与基体形成良好的冶金结合。
Description
技术领域
本发明属于材料科学与工程技术领域，具体涉及一种用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层及其制备方法。
背景技术
近年来，铜及铜合金已经在海洋工程领域得到了广泛的应用，比如，船舶螺旋桨用的黄铜和铝青铜、海水泵用的青铜和海底输油管道用的铜及铜合金都在各自领域起到了至关重要的作用。就如今的金属材料市场来看，铜的价格日益攀升使得铜合金零部件的造价大幅提高，这大大增加了原来需要进行换件维修的工程设施的维修成本。海洋工程铜合金零部件多以断裂和磨损腐蚀的形式失效，尤其是铜合金零件在海洋环境中的腐蚀磨损严重的影响了海洋工程设施的使用寿命，造成了巨大的经济损失。因此寻求有效的铜合金零部件水下维修方法是众多科研人员的研究目标。
近期发展起来的激光熔覆技术是金属零件损伤表面修复的重要技术方法，激光熔覆就是以大功率密度激光束做热源，加热预制在金属表面的粉末材料使之全部熔化，同时基体表面也在微量熔融，加热结束后表面迅速凝固，形成与基体金属结合得很牢的涂覆层。采用激光熔覆技术可以在普通材料表面制备出冶金结合的高性能涂层，具有可提高零件特定工作面服役性能及整体工件寿命的特点，在零件的表面改性及高附加值零件的修复方面具有广阔的发展前景。
尽管激光熔覆技术在钢铁表面强化方面取得了一定的成果和经济效益，但铜及铜合金特殊的物理化学性能，如良好的导热性及对激光低的吸收率导致铜表面激光熔覆成为难点。除此之外，金属基材料水下环境的激光熔覆更是面临着天然的难点，水环境的引入给整个激光熔覆过程带来了诸多不可避免的有害因素。首先，水环境的下的金属材料将拥有更好的散热性能，更快的散热速度意味着激光熔覆层内具有更大的残余应力；其次，水环境下的激光熔覆过程会产生氢气、氧气等诸多附加的有害气体，这些附加的有害气体将会使熔覆层甚至使基体材料产生氢脆、气孔、微裂纹等有害影响。
通过水环境下激光熔覆层的制备获得性能优良的铜基合金涂层，一方面可以考虑避免上述水环境所带来的不利影响尽量营造与大气环境相同的干燥环境，基于这种思想已经发展出了局部干法水下激光熔覆系统和完全干法激光熔覆系统，该方法的优点是可以实现多数金属材料的水下激光熔覆，制备的激光熔覆层性能基本与大气环境下的产品性能相当。但其缺点也相对明显，其一，局部干燥环境的营造难度大，且受制于静水压力，而完全干法压力仓的设计及生产成本高，其设计制造同样受制于静水压力；其二，附加的压力仓将增加负载机器人的载重，会影响熔覆精度；其三，局部干法并不能完全排除水环境的影响，不能保证熔覆层的相关性能。除了采用这种局部干法的类似思想之外，直接接触水环境的激光熔覆方法具有很好地实际生产效应，采用这种思想的目的是将水环境对激光熔覆过程带来的不利影响降到最低，同时利用水环境带来的有利条件制备性能更加优良的铜基合金涂层。
发明内容
本发明的目的是要解决现有水环境下激光熔覆方法制备的合金涂层与基体冶金结合不好，易产生裂纹、气孔、夹杂等缺陷的问题，而提供一种用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层及其制备方法。
本发明用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层由合金粉末层和熔覆保护药皮组成，其中合金粉末层由铜基合金粉末与α-氰基丙烯酸乙酯粘结剂混合而成，熔覆保护药皮按质量百分数由40％～45％的CaF2，4％～5％的CuO，15％～18％的CaCO3，10％～11％的TiO2，4％～5％的Cu，1％～2％的Si，2％～3％的Al，1％～2％的Mn，2％～5％的α-氰基丙烯酸乙酯和余量的活性炭组成。
本发明熔覆材料采用预置的方式，预置合金粉末涂层为防水涂层，该涂层为合金粉末层和表面保护层组成，表面保护层为熔覆保护药皮。
本发明用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法按以下步骤实现：
一、将铜合金基体表面粗化处理后清洗干净，得到粗化后的铜合金基体；
二、在粗化后的铜合金基体表面上涂覆合金粉末层，静置后在合金粉末层表面涂覆熔覆保护药皮，静置后得到带有预置涂层的铜合金基体；
三、将带有预置涂层的铜合金基体置于水下环境中，采用激光器进行熔覆，熔覆路径采用正向熔覆反向重熔的往复双路径，完成水环境下激光熔覆层的制备；
其中步骤二所述的合金粉末层由与铜合金基体同质的铜基合金粉末及粘结剂混合而成；所述的熔覆保护药皮按质量百分数由40％～45％的CaF2，4％～5％的CuO，15％～18％的CaCO3，10％～11％的TiO2，4％～5％的Cu，1％～2％的Si，2％～3％的Al，1％～2％的Mn，2％～5％的α-氰基丙烯酸乙酯和余量的活性炭组成。
本发明所述保护药皮具有防水、除气、造渣等作用，其中CaF2、CuO的添加，其目的是去除激光与水作用产生的氢气；CaCO3的添加，其目的是与激光作用产生CO2以此来降低激光熔池气团的氢气和氧气的分压；Cu、Al、Mn等金属粉末的添加，其目的是补充基体中烧蚀的金属元素；其余成分的添加，其目的是除氧、除氢及造渣。
本发明用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法得到的熔覆层成形质量好，无裂纹夹杂气孔等缺陷，并且与基体形成良好的冶金结合，该方法工艺简单易实施，熔覆层制备成本较低，且易于实现自动化，整个过程具有效率高、无污染、成本低的优点。
附图说明
图1为实施例中未覆盖保护药皮的水下环境铜合金激光熔覆层的形貌图；
图2为实施例中覆盖保护药皮的水下环境铜合金激光熔覆层的形貌图；
图3为实施例中铝青铜激光熔覆层组织图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层由合金粉末层和熔覆保护药皮组成，其中合金粉末层由铜基合金粉末与α-氰基丙烯酸乙酯粘结剂混合而成，熔覆保护药皮按质量百分数由40％～45％的CaF2，4％～5％的CuO，15％～18％的CaCO3，10％～11％的TiO2，4％～5％的Cu，1％～2％的Si，2％～3％的Al，1％～2％的Mn，2％～5％的α-氰基丙烯酸乙酯和余量的活性炭组成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是合金粉末层的厚度为1～2mm。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是熔覆保护药皮的厚度为0.2～0.5mm。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是合金粉末层按质量比为200～450:1由铜基合金粉末与α-氰基丙烯酸乙酯粘结剂混合而成。
具体实施方式五：本实施方式用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法按以下步骤实施：
一、将铜合金基体表面粗化处理后清洗干净，得到粗化后的铜合金基体；
二、在粗化后的铜合金基体表面上涂覆合金粉末层，静置后在合金粉末层表面涂覆熔覆保护药皮，静置后得到带有预置涂层的铜合金基体；
三、将带有预置涂层的铜合金基体置于水下环境中，采用激光器进行熔覆，熔覆路径采用正向熔覆反向重熔的往复双路径，完成水环境下激光熔覆层的制备；
其中步骤二所述的合金粉末层由与铜合金基体同质的铜基合金粉末与粘结剂混合而成；所述的熔覆保护药皮按质量百分数由40％～45％的CaF2，4％～5％的CuO，15％～18％的CaCO3，10％～11％的TiO2，4％～5％的Cu，1％～2％的Si，2％～3％的Al，1％～2％的Mn，2％～5％的α-氰基丙烯酸乙酯和余量的活性炭组成。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤一通过砂纸对铜合金基体表面打磨进行粗化处理。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六不同的是步骤二在粗化后的铜合金基体表面上涂覆厚度为1～2mm的合金粉末层，静置10～20min。其它步骤及参数与具体实施方式五或六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五至七之一不同的是步骤二在合金粉末层表面涂覆厚度为0.2～0.5mm的熔覆保护药皮，静置5～10min。其它步骤及参数与具体实施方式五至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式五至八之一不同的是步骤二中铜基合金粉末的粒径为30～50μm。其它步骤及参数与具体实施方式五至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式五至九之一不同的是步骤三采用Nd:YAG激光器进行熔覆，控制熔覆过程激光功率为2500W，熔覆头行进速度为4mm/s，激光光束的倾斜角为1°～2°。其它步骤及参数与具体实施方式五至九之一相同。
本实施方式所述的激光光束的倾斜角是指激光光束与水平面内法线方向的夹角为1～2°。
实施例：本实施例用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法按以下步骤实施：
一、采用60#砂纸将铝青铜板表面粗化处理，用丙酮清洗干净、自然烘干，得到粗化后的铜合金基体；
二、在粗化后的铜合金基体表面上涂覆厚度为1mm的合金粉末层，静置15min后在合金粉末层表面涂覆厚度为0.2mm的熔覆保护药皮，静置10min后得到带有预置涂层的铜合金基体；
三、在水槽中盛放深度为19mm的水，将带有预置涂层的铜合金基体置于水下环境中(深入水面2～4mm)，调整激光熔覆枪头至距离水面100mm处，调整激光焦距使聚光光斑落在预置涂层处，采用激光器进行熔覆，控制熔覆过程激光功率为2500W，熔覆头行进速度为4mm/s，熔覆头与水平面内法线方向的倾斜角度为1～2°，熔覆路径采用正向熔覆反向重熔的往复双路径，完成水环境下激光熔覆层的制备；
其中步骤二所述的合金粉末层由质量比为400:1的铝青铜合金粉与α-氰基丙烯酸乙酯粘结剂混合而成；所述的熔覆保护药皮按质量百分数由45％的CaF2，4.5％的CuO，18％的CaCO3，11％的TiO2，5％的Cu，1.8％的Si，3％的Al，2％的Mn，5％的α-氰基丙烯酸乙酯和余量的活性炭组成。
本实施例中铝青铜板的长×宽×高的尺寸为130mm×100mm×14mm。
本实施例铜合金水下环境激光熔覆的过程，采用防水胶粘合预置涂层覆以保护药皮的方式，有效避免了熔覆层杂质、气孔、裂纹等缺陷过多的问题，该熔覆层的形貌如图2所示。
由于水环境下的铜合金散热能力极强，采用此方法制备的熔覆层组织细小，与基体形成了良好的冶金结合，如图3所示，其综合性能良好。
本实施例采用了保护药皮，其成分具备金属合金化的特点，制备出的铜合金在组织性能方面较基体材料有所改善。
Claims (10)
1.用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层，其特征在于该用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层由合金粉末层和熔覆保护药皮组成，其中合金粉末层由铜基合金粉末与α-氰基丙烯酸乙酯粘结剂混合而成，熔覆保护药皮按质量百分数由40％～45％的CaF2，4％～5％的CuO，15％～18％的CaCO3，10％～11％的TiO2，4％～5％的Cu，1％～2％的Si，2％～3％的Al，1％～2％的Mn，2％～5％的α-氰基丙烯酸乙酯和余量的活性炭组成。
2.根据权利要求1所述的用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层，其特征在于合金粉末层的厚度为1～2mm。
3.根据权利要求1所述的用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层，其特征在于熔覆保护药皮的厚度为0.2～0.5mm。
4.根据权利要求1所述的用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层，其特征在于合金粉末层按质量比为200～450:1由铜基合金粉末与α-氰基丙烯酸乙酯粘结剂混合而成。
5.用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：
一、将铜合金基体表面粗化处理后清洗干净，得到粗化后的铜合金基体；
二、在粗化后的铜合金基体表面上涂覆合金粉末层，静置后在合金粉末层表面涂覆熔覆保护药皮，静置后得到带有预置涂层的铜合金基体；
三、将带有预置涂层的铜合金基体置于水下环境中，采用激光器进行熔覆，熔覆路径采用正向熔覆反向重熔的往复双路径，完成水环境下激光熔覆层的制备；
其中步骤二所述的合金粉末层由与铜合金基体同质的铜基合金粉末与粘结剂混合而成；所述的熔覆保护药皮按质量百分数由40％～45％的CaF2，4％～5％的CuO，15％～18％的CaCO3，10％～11％的TiO2，4％～5％的Cu，1％～2％的Si，2％～3％的Al，1％～2％的Mn，2％～5％的α-氰基丙烯酸乙酯和余量的活性炭组成。
6.根据权利要求5所述的用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法，其特征在于步骤一通过砂纸对铜合金基体表面打磨进行粗化处理。
7.根据权利要求5所述的用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法，其特征在于步骤二在粗化后的铜合金基体表面上涂覆厚度为1～2mm的合金粉末层，静置10～20min。
8.根据权利要求5所述的用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法，其特征在于步骤二在合金粉末层表面涂覆厚度为0.2～0.5mm的熔覆保护药皮，静置5～10min。
9.根据权利要求5所述的用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法，其特征在于步骤二中铜基合金粉末的粒径为30～50μm。
10.根据权利要求5所述的用于水下激光熔覆的铜基合金粉末预置涂层的制备方法，其特征在于步骤三采用Nd:YAG激光器进行熔覆，控制熔覆过程激光功率为2500W，熔覆头行进速度为4mm/s，激光光束的倾斜角为1°～2°。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108004540A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-05-08 | 哈尔滨工程大学 | 用于合金钢水下湿法激光熔覆的复合保护层及其制备方法 |
| CN108707895A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-26 | 哈尔滨工程大学 | 用于水下激光修复铜基金属的复合涂层材料及制备方法 |
| CN109613116A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-12 | 南通大学 | 一种海洋工程水下钢结构表面修复的装置及方法 |
| CN111118494A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-08 | 西安交通大学 | 一种同步送粉水下激光熔覆制备覆层的方法以及装置 |
| CN112410783A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-26 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 适用于船用溴化锂制冷机组端盖b30复合层的修复工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101591778A (zh) * | 2009-06-26 | 2009-12-02 | 中国石油大学(华东) | 感应熔覆涂层自保护膏剂 |
| KR20110095607A (ko) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | 한국원자력연구원 | 물과 접촉하는 표면 중 손상부의 수중 보수방법 및 이에 사용되는 수중 보수장치 |
| CN106191982A (zh) * | 2015-04-21 | 2016-12-07 | 西门子能源公司 | 使用选择的熔剂和电化学的激光沉积表面控制 |
-
2017
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101591778A (zh) * | 2009-06-26 | 2009-12-02 | 中国石油大学(华东) | 感应熔覆涂层自保护膏剂 |
| KR20110095607A (ko) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | 한국원자력연구원 | 물과 접촉하는 표면 중 손상부의 수중 보수방법 및 이에 사용되는 수중 보수장치 |
| CN106191982A (zh) * | 2015-04-21 | 2016-12-07 | 西门子能源公司 | 使用选择的熔剂和电化学的激光沉积表面控制 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108004540A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-05-08 | 哈尔滨工程大学 | 用于合金钢水下湿法激光熔覆的复合保护层及其制备方法 |
| CN108004540B (zh) * | 2018-01-30 | 2019-07-26 | 哈尔滨工程大学 | 用于合金钢水下湿法激光熔覆的复合保护层及其制备方法 |
| CN108707895A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-26 | 哈尔滨工程大学 | 用于水下激光修复铜基金属的复合涂层材料及制备方法 |
| CN108707895B (zh) * | 2018-06-15 | 2020-05-15 | 哈尔滨工程大学 | 用于水下激光修复铜基金属的复合涂层材料及制备方法 |
| CN109613116A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-12 | 南通大学 | 一种海洋工程水下钢结构表面修复的装置及方法 |
| CN111118494A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-08 | 西安交通大学 | 一种同步送粉水下激光熔覆制备覆层的方法以及装置 |
| CN112410783A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-26 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 适用于船用溴化锂制冷机组端盖b30复合层的修复工艺 |
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