本技术提供一种利用激光熔覆技术在连铸结晶器铜板表面制备二硼化钛增强Ni60AA合金涂层的方法。该方法包括基体表面预处理、基体预热等关键步骤,旨在提升合金涂层的性能和应用效果。
背景技术
结晶器是钢材连铸生产过程中的重要装备,铜板作为结晶器冷却系统的核心部件。在高温、强冲击、强磨损等严苛服役工况下,结晶器铜板常遭受表面磨损、高温氧化和热裂纹等问题,导致其性能恶化而最终失效。因此有必要对结晶器铜板表面进行强化,提高其耐磨性和抗热裂纹性能,延长其使用寿命,降低生产成本。
二硼化钛(TiB2
)是一种卓越的现代陶瓷材料,以其低密度、极高硬度(34GPa)、高熔点(2900℃)及卓越的化学稳定性著称。尤为独特的是,它还拥有传统陶瓷材料所不具备的出色导电性能,这一特性使其在多种高科技应用中脱颖而出,因而具有极高的研究和发展前景。目前工作者尝试使用Ni60AA粉末作为基础粉末,添加适量的二硼化钛陶瓷粉末作为增强相以增强沉积层与基体的结合强度,提高沉积的硬度与耐磨性。
电镀和热喷涂常用于强化结晶器铜板,但电镀层硬度不足。在高温工况及恶劣的工作环境下容易软化;电镀层内部易产生空隙,影响强度和耐磨性能;电镀工业造成环境污染等。热喷涂其涂层通与基体间的结合通常是机械结合的,且存在内部空隙,影响整体性能。
激光定向能量沉积技术是一种利用激光束同时熔化基体表面的金属粉末与基体材料并沉积在基体表面的增材技术。通过激光束对金属粉末进行局部熔化,并将熔化的金属粉末沉积在基体表面形成性能优异的沉积层以实现表面改性。同时热影响区小、对基体热损伤小、与基体形成冶金结合等优势。相较于传统的表面改性技术电镀、热喷涂等工艺,激光定向能量沉积工艺更易实现自动化,且形成的涂层质量更加优异,较为符合连铸工艺对结晶器表面强化技术的需求。
通过工艺参数优化难以消除沉积层中细小的气孔与裂纹,而基体预热会对铬锆铜合金表面制备镍基过渡沉积层的裂纹敏感性有所改善。
实现思路