1.本發明涉及激光金屬材料加工領域，尤其涉及一種鈦合金激光增材修復與表面滲氮復合處理工藝。
背景技術：
2.鈦及鈦合金具有密度低、比強度高、抗蝕性能和耐高溫性能優越等特點，被廣泛應用于航空航天、核工業及生物醫療等領域關鍵部件的制造。然而，鈦合金部件表面硬度較低、耐磨性能較差，對粘著磨損和微動磨損非常敏感。鈦合金部件在服役過程中易產生磨損、裂紋、疲勞等，導致零件失效，造成經濟損失。激光增材修復技術以高能束激光為熱源，具有熱量輸入低、稀釋小、熱影響區小及變形小等特點，可實現鈦合金部件的快速再制造。
3.通常，在相同的服役環境下，鈦合金修復件在后期服役過程中極可能再次出現磨損等失效情況。因此，有必要對鈦合金零件修復區進行表面改性處理。鈦的氮化物具有高熔點、高硬度、以及耐磨性和高溫穩定性能優異等優點。在鈦合金部件表面制備鈦的氮化物改性層是提高其表面硬度，改善其耐磨性，延長其使用壽命，擴大其使用范圍的有效方法。目前，主要采用離子滲氮、激光氣體氮化及氣體滲氮方法在鈦合金鋼表面制備氮化物改性層。離子滲氮難以對形狀復雜的零件進行處理，且成本較高；激光滲氮容易產生缺陷，如氣孔和裂紋等。氣體滲氮簡單易行，成本低廉，可以在鈦合金鋼表面形成氮化物硬質相，顯著提高耐磨性能和腐蝕性能，因此，受到了越來越廣泛的應用。
4.本發明提供一種鈦合金激光修復與表面滲氮的復合處理工藝，該方法能在保證鈦合金修復質量的情況下，同時提高修復區的表面性能。
技術實現要素：
5.本發明的目的是提供一種鈦合金激光增材修復與表面滲氮復合處理工藝。
6.步驟一：對鈦合金零件表面進行前處理，包括待修復區機械加工、清潔、噴砂及烘干；步驟二：采用熱成像儀對激光增材制造過程中熔池進行監測，獲得熔池形貌及溫度變化信息，計算出熔池長軸平均值a與短軸平均值b，并計算出熔池邊界的平均冷卻速率ξ。
7.步驟三：根據1.5≤a/b≤2.2，且7.0
×
103℃/s≤ξ≤8.3
×
104℃/s原則對工藝參數進行優化，獲得優化的增材修復工藝窗口：激光功率為1300
?
1500w，掃描速度為13mm/s，光斑直徑為3.5～4mm，送粉量為25
?
30g/min，搭接量50%，高度方向增量z為0.3毫米/層。
8.步驟四：采用優化工藝參數對鈦合金進行修復，并對修復后鈦合金表面進行機械加工、拋光、噴砂及清洗，
聲明：
“鈦合金激光增材修復與表面滲氮復合處理工藝的制作方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
714
編輯：中冶有色網
來源：長沙理工大學
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
2025年08月05日 ~ 07日 
