一种金属件表面激光喷涂处理工艺的制作方法

1.本发明涉及金属件表面技术领域，具体涉及一种金属件表面激光喷涂处理工艺。


背景技术：

2.激光喷涂是一种新型表面改性与处理技术,它是利用高能激光束将基材表面层金属熔化，同时以不同的送料方式在被喷涂基体表面上添加被选择的涂层材料粉末，经激光辐射使之和基体表面薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低,与基体材料结合形成复合金属表面涂层。激光喷涂处理技术很好的改善了基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等,从而达到了对基材表面的改性和修复的目的,该技术既满足了生产对材料特性的要求，又节省了大量的贵金属资源，且稳定无污染。
3.现有的激光喷涂工艺较为简单，喷涂层与金属件基层之间粘接强度差，影响金属件的改进性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种金属件表面激光喷涂处理工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.本发明提供了一种金属件表面激光喷涂处理工艺，包括以下步骤：
7.步骤一：初处理：将金属件先送入到处理剂中进行微波处理，微波功率为100-150w，微波时间为10-20min；
8.步骤二：涂覆料的制备：将己内酰胺、叶酸聚乙二醇氨基加入到搅拌釜内，然后再依次加入硅藻土、丙烯酸乳液、石墨烯，以200-250r/min的转速搅拌20-30min，搅拌结束，得到涂覆料；
9.步骤三：中间层的建立：将初处理的金属件采用涂覆料进行电弧喷涂，喷涂结束，实现中间层的建立；
10.步骤四：粘接加强：将电弧喷涂的金属件送入到粘接剂中进行处理10-20min，处理温度为75-85℃；
11.步骤五，激光喷涂：将喷涂粉采用激光进行喷涂处理，激光输出功率为900-1000w，氩气保护下，扫描速度为12-14毫米/秒；
12.步骤六，电场处理：采用电场进一步的处理，最后进行打磨光滑即可。
13.优选地，所述处理剂为膨润土送入到质量浓度为12-16％的亚油酸石油醚溶液中进行超声反应20-30min，超声功率为100-200w，超声结束，得到处理剂。
14.优选地，所述电弧喷涂的电压为28-32v，电流为100-120a，空气压力为0.2-0.8mpa，喷涂的角度为90度。
15.优选地，所述粘接剂的制备方法为：硅酸钠水溶液与镍粉按照重量比3:1进行混合制成。
16.优选地，所述硅酸钠水溶液为硅酸钠、去离子水配制成质量浓度为10-20％的硅酸钠水溶液。
17.优选地，所述喷涂粉为锌、铝、钒、铬中的一种或多种组合物。
18.优选地，所述电场处理的电流强度为1.5-2.5a，输出频率3-7khz。
19.优选地，所述电流强度为2.0a，输出频率5khz。
20.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
21.本发明的激光喷涂处理工艺中，先通过处理剂进行微波处理，处理剂采用膨润土与亚油酸石油醚溶液超声分散处理，膨润土对金属件进行表面打磨处理，从而破坏其表面微结构，而涂覆料通过己内酰胺、叶酸聚乙二醇氨基与硅藻土等原料复配，通过电弧喷涂对其微观结构进一步的破坏，从而将涂覆料在表面微结构中渗入，而硅藻土与石墨烯能够起到网状多孔结构，再与粘接层处理后，粘接剂中的镍粉具有自润滑效果，从而能够修饰中间层，提高激光喷涂层与网状多孔更完整、全面的接触，提高反应程度，最后再电场处理中进一步将激光喷涂层与中间层更好的融合，提高了激光喷涂层与基层的粘接强度。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1：
24.本实施例的一种金属件表面激光喷涂处理工艺，包括以下步骤：
25.步骤一：初处理：将金属件先送入到处理剂中进行微波处理，微波功率为100w，微波时间为10min；
26.步骤二：涂覆料的制备：将己内酰胺、叶酸聚乙二醇氨基加入到搅拌釜内，然后再依次加入硅藻土、丙烯酸乳液、石墨烯，以200r/min的转速搅拌20min，搅拌结束，得到涂覆料；
27.步骤三：中间层的建立：将初处理的金属件采用涂覆料进行电弧喷涂，喷涂结束，实现中间层的建立；
28.步骤四：粘接加强：将电弧喷涂的金属件送入到粘接剂中进行处理10min，处理温度为75℃；
29.步骤五，激光喷涂：将喷涂粉采用激光进行喷涂处理，激光输出功率为900w，氩气保护下，扫描速度为12毫米/秒；
30.步骤六，电场处理：采用电场进一步的处理，最后进行打磨光滑即可。
31.本实施例的处理剂为膨润土送入到质量浓度为12％的亚油酸石油醚溶液中进行超声反应20min，超声功率为100w，超声结束，得到处理剂。
32.本实施例的电弧喷涂的电压为28v，电流为100a，空气压力为0.2mpa，喷涂的角度为90度。
33.本实施例的粘接剂的制备方法为：硅酸钠水溶液与镍粉按照重量比3:1进行混合制成。
34.本实施例的硅酸钠水溶液为硅酸钠、去离子水配制成质量浓度为10％的硅酸钠水溶液。
35.本实施例的喷涂粉为锌。
36.本实施例的电场处理的电流强度为1.5a，输出频率3khz。
37.实施例2：
38.本实施例的一种金属件表面激光喷涂处理工艺，包括以下步骤：
39.步骤一：初处理：将金属件先送入到处理剂中进行微波处理，微波功率为150w，微波时间为20min；
40.步骤二：涂覆料的制备：将己内酰胺、叶酸聚乙二醇氨基加入到搅拌釜内，然后再依次加入硅藻土、丙烯酸乳液、石墨烯，以250r/min的转速搅拌30min，搅拌结束，得到涂覆料；
41.步骤三：中间层的建立：将初处理的金属件采用涂覆料进行电弧喷涂，喷涂结束，实现中间层的建立；
42.步骤四：粘接加强：将电弧喷涂的金属件送入到粘接剂中进行处理20min，处理温度为85℃；
43.步骤五，激光喷涂：将喷涂粉采用激光进行喷涂处理，激光输出功率为900-1000w，氩气保护下，扫描速度为14毫米/秒；
44.步骤六，电场处理：采用电场进一步的处理，最后进行打磨光滑即可。
45.本实施例的处理剂为膨润土送入到质量浓度为16％的亚油酸石油醚溶液中进行超声反应30min，超声功率为200w，超声结束，得到处理剂。
46.本实施例的电弧喷涂的电压为32v，电流为120a，空气压力为0.8mpa，喷涂的角度为90度。
47.本实施例的粘接剂的制备方法为：硅酸钠水溶液与镍粉按照重量比3:1进行混合制成。
48.本实施例的硅酸钠水溶液为硅酸钠、去离子水配制成质量浓度为20％的硅酸钠水溶液。
49.本实施例的喷涂粉为铝。
50.本实施例的电场处理的电流强度为2.5a，输出频率7khz。
51.实施例3：
52.本实施例的一种金属件表面激光喷涂处理工艺，包括以下步骤：
53.步骤一：初处理：将金属件先送入到处理剂中进行微波处理，微波功率为125w，微波时间为15min；
54.步骤二：涂覆料的制备：将己内酰胺、叶酸聚乙二醇氨基加入到搅拌釜内，然后再依次加入硅藻土、丙烯酸乳液、石墨烯，以225r/min的转速搅拌25min，搅拌结束，得到涂覆料；
55.步骤三：中间层的建立：将初处理的金属件采用涂覆料进行电弧喷涂，喷涂结束，实现中间层的建立；
56.步骤四：粘接加强：将电弧喷涂的金属件送入到粘接剂中进行处理15min，处理温度为80℃；
57.步骤五，激光喷涂：将喷涂粉采用激光进行喷涂处理，激光输出功率为950w，氩气保护下，扫描速度为13毫米/秒；
58.步骤六，电场处理：采用电场进一步的处理，最后进行打磨光滑即可。
59.本实施例的处理剂为膨润土送入到质量浓度为14％的亚油酸石油醚溶液中进行超声反应25min，超声功率为150w，超声结束，得到处理剂。
60.本实施例的电弧喷涂的电压为30v，电流为110a，空气压力为0.5mpa，喷涂的角度为90度。
61.本实施例的粘接剂的制备方法为：硅酸钠水溶液与镍粉按照重量比3:1进行混合制成。
62.本实施例的硅酸钠水溶液为硅酸钠、去离子水配制成质量浓度为15％的硅酸钠水溶液。
63.本实施例的喷涂粉为锌、铝、钒、铬的组合物。
64.本实施例的电场处理的电流强度为2.0a，输出频率5khz。
65.测试实施例1-3中激光喷涂层与金属件基层的粘接强度，对比例1为激光喷涂层与金属件之间喷涂处理，未作其他任何处理。
66.实施例1-3的延伸改善率性能测试结果如下。
67.组别粘接强度(mpa)实施例117.3实施例218.1实施例319.2对比例16.5
68.实施例1-3相对于对比例1可看出，本发明经过处理后具有优异的粘接强度。
69.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
70.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。