CN113913811B - 一种半导体激光熔覆用合金粉末、制备方法及其熔覆工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体激光熔覆用合金粉末、制备方法及其熔覆工艺，具体涉及表面熔覆再生修复技术领域，包括：铁基合金粉末和补充剂。本发明的激光熔覆再制造层与基体相比，其各强度提高10％以上，平均摩擦系数和磨损量分别为基体的65％和40％左右，修复后的电机转子使用寿命延长一倍，可有效节省生产制造成本；Ti与B与C形成陶瓷增强相TiB2和TiC，Zr可与B形成二硼化锆，在激光熔覆之后碳化钨进行分解后与铁结合形成FeW3C、Fe2W，可有效提升熔覆层的硬度，改善性能；配方中的碳纤维与碳化钨配合，可对碳化钨激光熔覆后产物进行网络支撑，可有效保证熔覆层的表面硬度和冲击韧性。
Description
技术领域
本发明涉及表面熔覆再生修复技术领域，更具体地说，本发明涉及一种半导体激光熔覆用合金粉末、制备方法及其熔覆工艺。
背景技术
电机转子作为整个电机系统中的核心部件之一，是实现电能与机械能相互转换装置。激光熔覆技术由于能力密度高、加工过程清洁无污染、方便快捷和低成本等特点在绿色再制造领域备受青睐。目前电机转子在工作过程中因磨损失效而导致整个电机报废。激光熔覆技术由于能力密度高、加工过程清洁无污染、方便快捷和低成本等特点在绿色再制造领域备受青睐。激光作为一种高能量、非接触的清洁能源进入加工领域以后，解决了许多常规方法难以加工的难题，激光再制造技术作为先进制造和修复技术的重要组成部分，在再制造工程中具有重要作用。转子是电机机组中的关键部件，其使用寿命一般短于电机等其它部件，成为机组寿命评价和控制的重点部件。
现有的电机转子激光熔覆修复加工，修复后的电机转子结构强度和耐磨性能不高，使得修复后的电机转子使用寿命较短。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种半导体激光熔覆用合金粉末、制备方法及其熔覆工艺。
一种半导体激光熔覆用合金粉末，包括铁基合金粉末和补充剂，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶10～12。
进一步的，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14～15％、Si：1.9～2.9％、Ti：15～25％、B：2.1～2.5％、Ni：1～3％、Zr：0.16～0.20％、Bi：11～13％、C：0.1～0.2％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：32～36％的碳化钨、8.2～9.8％的氧化镧，其余为碳纤维。
进一步的，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶10，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14％、Si：1.9％、Ti：15％、B：2.1％、Ni：1％、Zr：0.16％、Bi：11％、C：0.1％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：32％的碳化钨、8.2％的氧化镧、59.8％的碳纤维。
进一步的，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶12，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：15％、Si：2.9％、Ti：25％、B：2.5％、Ni：3％、Zr：0.20％、Bi：13％、C：0.2％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：36％的碳化钨、9.8％的氧化镧、54.2％的碳纤维。
进一步的，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶11，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14.5％、Si：2.4％、Ti：20％、B：2.3％、Ni：2％、Zr：0.18％、Bi：12％、C：0.15％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：34％的碳化钨、9％的氧化镧、57％的碳纤维。
本发明还提供一种半导体激光熔覆用合金粉末的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照各组分含量配比将铁基合金粉末的原料进行搅拌共混40～60分钟，得到铁基合金粉末，按照各组分含量配比将补充剂的原料进行搅拌共混30～40分钟，得到补充剂；
步骤二：将步骤一中制得的铁基合金粉末和补充剂加入到对喷式气流粉碎机中处理，得到共混料；
步骤三：对步骤二中制得的共混料进行干燥，得到半导体激光熔覆用合金粉末。
进一步的，在步骤一中，机械搅拌转速为800～1000rpm；在步骤二中，对喷式气流粉碎机，空气耗量为12～14m3/min，空气压力为0.75～0.95Mpa，功率为85～135kw。
本发明还提供了一种半导体激光熔覆用合金粉末的熔覆工艺，具体熔覆步骤如下：
步骤S1：将转子轴段表面使用丙酮清理干净，得到预处理后的转子轴；
步骤S2：将半导体激光熔覆用合金粉末平铺在步骤S1中预处理后的转子轴表面，平铺厚度为0.5～1mm，在转子轴表面形成包覆层；
步骤S3：使用大功率半导体激光器对步骤S2中的包覆层进行激光熔覆处理，激光熔覆处理的同时进行超声波振动处理，完成熔覆工艺。
进一步的，在步骤S3中，激光功率为3.2～3.8kw，扫描速度为3.7～4.3mm/s，光斑半径为7.8～9.2mm，送粉载气为Ar气，超声振动频率为26～30kHz、功率为220～260W。
进一步的，在步骤S3中，激光功率为3.5kw，扫描速度为4.0mm/s，光斑半径为8.5mm，送粉载气为Ar气，超声振动频率为28kHz、功率为240W。
本发明的技术效果和优点：
1、采用本发明的原料配方所制备出的半导体激光熔覆用合金粉末，激光熔覆再制造层与基体相比，其各强度提高10％以上，平均摩擦系数和磨损量分别为基体的65％和40％左右，修复后的电机转子使用寿命延长一倍，可有效节省生产制造成本；Si可有效提高激光熔覆层的硬度和熔覆层质量，同时保证熔覆层的厚度均匀性，熔覆层与转子基体结合效果更佳；Ti与B与C形成陶瓷增强相TiB2和TiC，可有效提升熔覆层的硬度和耐磨性能；Zr可有效细化熔覆材料的晶粒度，可有效提高熔覆层表面的光滑度和平整度，进而提高熔覆层的耐磨性能，同时Zr可与B形成二硼化锆，可有效加强熔覆层的硬度和耐热性能；在激光熔覆之后碳化钨进行分解后与铁结合形成FeW3C、Fe2W，可有效提升熔覆层的硬度，改善性能；配方中的氧化镧，可有效细化组织，使晶粒由原本的柱状晶转变为细小的胞状结构，进而有效提高熔覆层的硬度和耐磨性能；配方中的碳纤维与碳化钨配合，可对碳化钨激光熔覆后产物进行网络支撑，可有效保证熔覆层的表面硬度和冲击韧性；
2、本发明在制备半导体激光熔覆用合金粉末和熔覆的过程中，在步骤二中使用对喷式气流粉碎机对铁基合金粉末和补充剂进行共混粉碎处理，可有效缩小合金粉末的粒径，同时提高合金粉末粒径均匀性，加强合金粉末原料的混匀接触结合效果；步骤S1对转子轴使用丙酮进行预处理，保证转子轴的表面清洁度；步骤S3使用大功率半导体激光器与超声波振动处理相互配合对转子表面进行激光熔覆处理，半导体激光器可产生0.80～0.98μm波长的激光，由于金属材料对此波段激光的吸收率较高，更适宜于金属材料的激光再制造，对激光熔覆用合金粉末处理效果更佳；超声振动处理使得熔覆层与转子的结合效果更好，同时生成更多柱状枝晶；使得熔覆层搭接处裂纹更少，组织结合密度提高，可有效减少熔覆层残余应力。
具体实施方式
实施例1：
本发明提供了一种半导体激光熔覆用合金粉末，包括铁基合金粉末和补充剂，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶10。
所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14％、Si：1.9％、Ti：15％、B：2.1％、Ni：1％、Zr：0.16％、Bi：11％、C：0.1％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：32％的碳化钨、8.2％的氧化镧、59.8％的碳纤维。
半导体激光熔覆用合金粉末的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照各组分含量配比将铁基合金粉末的原料进行搅拌共混40分钟，得到铁基合金粉末，按照各组分含量配比将补充剂的原料进行搅拌共混30分钟，得到补充剂；
步骤二：将步骤一中制得的铁基合金粉末和补充剂加入到对喷式气流粉碎机中处理，得到共混料；
步骤三：对步骤二中制得的共混料进行干燥，得到半导体激光熔覆用合金粉末。
在步骤一中，机械搅拌转速为800rpm；在步骤二中，对喷式气流粉碎机，空气耗量为12m3/min，空气压力为0.75Mpa，功率为85kw。
本发明还提供了一种半导体激光熔覆用合金粉末的熔覆工艺，具体熔覆步骤如下：
步骤S1：将转子轴段表面使用丙酮清理干净，得到预处理后的转子轴；
步骤S2：将半导体激光熔覆用合金粉末平铺在步骤S1中预处理后的转子轴表面，平铺厚度为0.5mm，在转子轴表面形成包覆层；
步骤S3：使用大功率半导体激光器对步骤S2中的包覆层进行激光熔覆处理，激光熔覆处理的同时进行超声波振动处理，完成熔覆工艺。
在步骤S3中，激光功率为3.2kw，扫描速度为3.7mm/s，光斑半径为7.8mm，送粉载气为Ar气，超声振动频率为26kHz、功率为220W。
实施例2：
与实施例1不同的是，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶12，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：15％、Si：2.9％、Ti：25％、B：2.5％、Ni：3％、Zr：0.20％、Bi：13％、C：0.2％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：36％的碳化钨、9.8％的氧化镧、54.2％的碳纤维。
实施例3：
与实施例1和2均不同的是，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶11，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14.5％、Si：2.4％、Ti：20％、B：2.3％、Ni：2％、Zr：0.18％、Bi：12％、C：0.15％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：34％的碳化钨、9％的氧化镧、57％的碳纤维。
分别取上述实施例1-3所制得的半导体激光熔覆用合金粉末和对照组一中的熔覆用合金粉末、对照组二中的熔覆用合金粉末、对照组三中的熔覆用合金粉末、对照组四中的熔覆用合金粉末、对照组五中的熔覆用合金粉末，对照组一的熔覆用合金粉末与实施例三相比无碳化钨，对照组二的熔覆用合金粉末与实施例三相比无氧化镧，对照组三的熔覆用合金粉末与实施例三相比无碳纤维，对照组四的熔覆用合金粉末与实施例三相比无Si，对照组五的熔覆用合金粉末与实施例三相比无Ti；以28CrMoNiV转子材料为基材，分八组分别测试三个实施例中加工的熔覆用合金粉末以及五个对照组的熔覆用合金粉末，得到八组半导体激光熔覆加工的转子，对转子进行测试；测试结果如表一所示：
表一：
结构强度测试实验，拉伸实验设备为WEW-100B微机液压万能实验机，按照GB/T228.1-2010室温试验方法的要求进行测试，其应力加载速率为30MPa/s，拉伸试样的再制造层厚度为O.5mm；冲击实验设备为JB-300B型摆锤式冲击实验机，按照GB/T229-2007室温试验方法的要求进行测试，最大冲击能量为300J，摆锤预扬角为150°，冲击速度为5.2m/s，摆轴中心至打击中心的距离为750mm。冲击试样缺口位于再制造层相背方向，其中再制造层厚度为O.5mm；弯曲实验设备为WDW-20型微机控制电子万能实验机，额定载荷20kN，按照YB/T5349-2006室温试验方法的要求进行三点弯曲测试，其加载力速率为36N/s。
摩擦磨损实验采用WTM-2E型球盘式摩擦磨损实验机进行，摩擦副为GCr15钢球，其加载为1OON，转速为300r/min，半径为2mm；利用Sartorius-BS21S型电子天平称量与JSM5610型扫描电镜观察表面形貌。
由表一可知，当熔覆用合金粉末的原料配比为：所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶11，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14.5％、Si：2.4％、Ti：20％、B：2.3％、Ni：2％、Zr：0.18％、Bi：12％、C：0.15％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：34％的碳化钨、9％的氧化镧、57％的碳纤维时，采用该熔覆用合金粉末对转子进行半导体激光熔覆，激光熔覆再制造层与基体相比，其各强度提高10％以上，平均摩擦系数和磨损量分别为基体的65％和40％左右，修复后的电机转子使用寿命延长一倍；从经济性角度，熔覆一只电机转子从工艺材料到检测其成本不超过一只电机的价格的30％，就电机购买支出一项就可节约采购成本60～65％；实施例3为本发明的较佳实施方式，配方中的1.9～2.9％Si的使用可有效提高激光熔覆层的硬度和熔覆层质量，同时保证熔覆层的厚度均匀性，熔覆层与转子基体结合效果更佳；配方中15～25％Ti的使用可提高熔覆层的结构强度，同时Ti与B与C形成陶瓷增强相TiB2和TiC，可有效提升熔覆层的硬度和耐磨性能；配方中0.16～0.20％Zr的使用，可有效细化熔覆材料的晶粒度，可有效提高熔覆层表面的光滑度和平整度，进而提高熔覆层的耐磨性能，同时Zr可与B形成二硼化锆，可有效加强熔覆层的硬度和耐热性能；配方中11～13％Bi的使用可有效降低熔覆粉末的焊接温度；配方中的碳化钨，在激光熔覆之后碳化钨进行分解后与铁结合形成FeW3C、Fe2W，W元素直接与Fe元素形成Fe2W，W和C与Fe元素结合形成FeW3C，可有效提升熔覆层的硬度，改善性能；配方中的氧化镧，可有效细化组织，使晶粒由原本的柱状晶转变为细小的胞状结构，进而有效提高熔覆层的硬度和耐磨性能，可有效降低熔覆层的磨损量；配方中的碳纤维与碳化钨配合，可对碳化钨激光熔覆后产物进行网络支撑，可有效保证熔覆层的表面硬度和冲击韧性。
实施例四
本发明提供了一种半导体激光熔覆用合金粉末，包括铁基合金粉末和补充剂，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶11。
所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14.5％、Si：2.4％、Ti：20％、B：2.3％、Ni：2％、Zr：0.18％、Bi：12％、C：0.15％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：34％的碳化钨、9％的氧化镧、57％的碳纤维。
半导体激光熔覆用合金粉末的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照各组分含量配比将铁基合金粉末的原料进行搅拌共混50分钟，得到铁基合金粉末，按照各组分含量配比将补充剂的原料进行搅拌共混35分钟，得到补充剂；
步骤二：将步骤一中制得的铁基合金粉末和补充剂加入到对喷式气流粉碎机中处理，得到共混料；
步骤三：对步骤二中制得的共混料进行干燥，得到半导体激光熔覆用合金粉末。
在步骤一中，机械搅拌转速为800rpm；在步骤二中，对喷式气流粉碎机，空气耗量为12m3/min，空气压力为0.75Mpa，功率为85kw。
本发明还提供了一种半导体激光熔覆用合金粉末的熔覆工艺，具体熔覆步骤如下：
步骤S1：将转子轴段表面使用丙酮清理干净，得到预处理后的转子轴；
步骤S2：将半导体激光熔覆用合金粉末平铺在步骤S1中预处理后的转子轴表面，平铺厚度为0.5mm，在转子轴表面形成包覆层；
步骤S3：使用大功率半导体激光器对步骤S2中的包覆层进行激光熔覆处理，激光熔覆处理的同时进行超声波振动处理，完成熔覆工艺。
在步骤S3中，激光功率为3.2kw，扫描速度为3.7mm/s，光斑半径为7.8mm，送粉载气为Ar气，超声振动频率为26kHz、功率为220W。
实施例5：
与实施例4不同的是，在步骤一中，机械搅拌转速为1000rpm；在步骤二中，对喷式气流粉碎机，空气耗量为14m3/min，空气压力为0.95Mpa，功率为135kw；在步骤S3中，激光功率为3.8kw，扫描速度为4.3mm/s，光斑半径为9.2mm，送粉载气为Ar气，超声振动频率为30kHz、功率为260W。
实施例6：
与实施例4和5均不同的是，在步骤一中，机械搅拌转速为900rpm；在步骤二中，对喷式气流粉碎机，空气耗量为13m3/min，空气压力为0.85Mpa，功率为110kw；在步骤S3中，激光功率为4.0kw，扫描速度为4.0mm/s，光斑半径为8.5mm，送粉载气为Ar气，超声振动频率为28kHz、功率为240W。
分别取上述实施例4-6所制得的半导体激光熔覆用合金粉末和对照组六中的熔覆用合金粉末、对照组七中的熔覆用合金粉末和对照组八中的熔覆用合金粉末，对照组六的熔覆用合金粉末与实施例六相比没有步骤二中的操作，对照组七的熔覆用合金粉末与实施例六相比在步骤S3中采用二氧化碳激光器进行激光熔覆处理，对照组八的熔覆用合金粉末与实施例六相比未使用超声波振动处理；以28CrMoNiV转子材料为基材，分八组分别测试三个实施例中加工的熔覆用合金粉末以及五个对照组的熔覆用合金粉末，得到八组半导体激光熔覆加工的转子，对转子进行测试；测试结果如表二所示：
表二：
结构强度测试实验，拉伸实验设备为WEW-100B微机液压万能实验机，按照GB/T228.1-2010室温试验方法的要求进行测试，其应力加载速率为40MPa/s，拉伸试样的再制造层厚度为O.5mm；冲击实验设备为JB-300B型摆锤式冲击实验机，按照GB/T229-2007室温试验方法的要求进行测试，最大冲击能量为400J，摆锤预扬角为150°，冲击速度为6.0m/s，摆轴中心至打击中心的距离为750mm。冲击试样缺口位于再制造层相背方向，其中再制造层厚度为O.5mm；弯曲实验设备为WDW-20型微机控制电子万能实验机，额定载荷20kN，按照YB/T5349-2006室温试验方法的要求进行三点弯曲测试，其加载力速率为40N/s。
摩擦磨损实验采用WTM-2E型球盘式摩擦磨损实验机进行，摩擦副为GCr15钢球，其加载为12ON，转速为400r/min，半径为2mm；利用Sartorius-BS21S型电子天平称量与JSM5610型扫描电镜观察表面形貌。
由表二可知，实施例六为本发明的较佳实施方式，半导体激光熔覆用合金粉末的制备方法中，步骤一将铁基合金粉末和补充剂进行分别搅拌共混，加强原料分布均匀性；在步骤二中使用对喷式气流粉碎机对铁基合金粉末和补充剂进行共混粉碎处理，可有效缩小合金粉末的粒径，同时提高合金粉末粒径均匀性，加强合金粉末原料的混匀接触结合效果；在步骤三中干燥，制得半导体激光熔覆用合金粉末；在半导体激光熔覆用合金粉末的制备处理过程中，步骤S1对转子轴使用丙酮进行预处理，保证转子轴的表面清洁度；步骤S2将半导体激光熔覆用合金粉末平铺在转子轴表面；步骤S3使用大功率半导体激光器与超声波振动处理相互配合对转子表面进行激光熔覆处理，半导体激光器可产生0.80～0.98μm波长的激光，由于金属材料对此波段激光的吸收率较高，更适宜于金属材料的激光再制造，对激光熔覆用合金粉末处理效果更佳；超声振动处理使得熔覆层与转子的结合效果更好，同时生成更多柱状枝晶；使得熔覆层搭接处裂纹更少，组织结合密度提高，可有效减少熔覆层残余应力。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种半导体激光熔覆用合金粉末，其特征在于：包括铁基合金粉末和补充剂，所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶10～12；所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14～15％、Si：1.9～2.9％、Ti：15～25％、B：2.1～2.5％、Ni：1～3％、Zr：0.16～0.20％、Bi：11～13％、C：0.1～0.2％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：32～36％的碳化钨、8.2～9.8％的氧化镧，其余为碳纤维。
2.根据权利要求1所述的一种半导体激光熔覆用合金粉末，其特征在于：所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶10，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14％、Si：1.9％、Ti：15％、B：2.1％、Ni：1％、Zr：0.16％、Bi：11％、C：0.1％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：32％的碳化钨、8.2％的氧化镧、59.8％的碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种半导体激光熔覆用合金粉末，其特征在于：所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶12，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：15％、Si：2.9％、Ti：25％、B：2.5％、Ni：3％、Zr：0.20％、Bi：13％、C：0.2％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：36％的碳化钨、9.8％的氧化镧、54.2％的碳纤维。
4.根据权利要求1所述的一种半导体激光熔覆用合金粉末，其特征在于：所述补充剂与所述铁基合金粉末的重量比为：1∶11，所述铁基合金粉末的成分及含量为：Cr：14.5％、Si：2.4％、Ti：20％、B：2.3％、Ni：2％、Zr：0.18％、Bi：12％、C：0.15％，余量为Fe和不可避免的微量杂质；所述补充剂按照重量百分比包括：34％的碳化钨、9％的氧化镧、57％的碳纤维。
5.如权利要求1所述的一种半导体激光熔覆用合金粉末的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下： 步骤一：按照各组分含量配比将铁基合金粉末的原料进行搅拌共混40～60分钟，得到铁基合金粉末，按照各组分含量配比将补充剂的原料进行搅拌共混30～40分钟，得到补充剂； 步骤二：将步骤一中制得的铁基合金粉末和补充剂加入到对喷式气流粉碎机中处理，得到共混料； 步骤三：对步骤二中制得的共混料进行干燥，得到半导体激光熔覆用合金粉末。
6.根据权利要求5所述的一种半导体激光熔覆用合金粉末的制备方法，其特征在于：在步骤一中，机械搅拌转速为800～1000rpm；在步骤二中，对喷式气流粉碎机，空气耗量为12～14m3/min，空气压力为0.75～0.95Mpa，功率为85～135kw。
7.如权利要求1所述的一种半导体激光熔覆用合金粉末的熔覆工艺，其特征在于：具体熔覆步骤如下： 步骤S1：将转子轴段表面使用丙酮清理干净，得到预处理后的转子轴； 步骤S2：将半导体激光熔覆用合金粉末平铺在步骤S1中预处理后的转子轴表面，平铺厚度为0.5～1mm，在转子轴表面形成包覆层； 步骤S3：使用大功率半导体激光器对步骤S2中的包覆层进行激光熔覆处理，激光熔覆处理的同时进行超声波振动处理，完成熔覆工艺。
8.根据权利要求7所述的一种半导体激光熔覆用合金粉末的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，激光功率为3.2～3.8kw，扫描速度为3.7～4.3mm/s，光斑半径为7.8～9.2mm，送粉载气为Ar气，超声振动频率为26～30kHz、功率为220～260W。
9.根据权利要求7所述的一种半导体激光熔覆用合金粉末的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，激光功率为3.5kw，扫描速度为4.0mm/s，光斑半径为8.5mm，送粉载气为Ar气，超声振动频率为28kHz、功率为240W。
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