【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鋁合金，尤其涉及一種高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料及其制備和應用。
技術介紹
1、激光熔覆指的是以不同的填料方式（同步送粉或預置粉末）在被涂覆基體表面上放置所選擇的涂層材料，然后利用高能激光束輻照，使涂層材料與基體材料表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低、與基體成冶金結合的表面涂層。激光熔覆常用的材料有鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金碳化鎢復合材料、陶瓷材料等，但上述材料的流動性較差，與基體的結合難度較高。
2、如cn114959686a公開了一種激光熔覆粉末及在鋁合金表面激光熔覆的方法，屬于激光熔覆
激光熔覆粉末包括：8～20wt％鎳基合金粉末、5～12wt％碳化鎢粉末和70～80wt％銅粉。鎳基合金粉末包括0.6～1.0wt％c、14～17wt％cr、2.5～4.5wt％b、3～4.5wt％si以及余量的ni。該申請僅僅是采用稀土元素以消除鎳基的脆性，其耐腐蝕性能，但是各個部位的耐腐蝕性能差距較大，流動性仍需要進一步提高。
3、如cn115094417a公開了一種鈦合金表面高耐磨鎳基激光熔覆粉末及其激光熔覆方法，激光熔覆方法包括：s1，將激光熔覆試樣表面用砂紙打磨，去除表面氧化皮和污漬，用無水乙醇和丙酮將試樣表面清洗干凈，烘干備用；s2，將步驟1中烘干的試樣放入加熱器中進行預熱；s3，將烘干后的激光熔覆粉末放入送粉器中，利用同軸送粉系統進行連續送粉，完成激光熔覆；其中，所述激光熔覆粉末按如下重量百分比的材料制成：cr?16%‑17%，fe?3.5%
4、有鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料及其制備和應用，該鋁合金材料在進行激光熔覆時具有高流動性，與基體結合良好，并且其高流動性使得其形成的涂層的相關性能如耐磨性、耐高溫性、耐腐蝕性、抗氧化性能等足夠均勻。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術實施方式提供了一種高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，包括以下質量比組分：鎳3.12-5.34%、鉬4.24-6.76%、鈷6.54-8.12%、硅10.45-14.49%、功能添加劑5.65-8.45%、氧化鈰1.25-2.45%、氧化釔3.46-7.42%、氧化鑭3.45-7.58%、以及余量的鋁；
4、所述功能添加劑為摻雜有ti3+的碳化鈦。
5、本專利技術通過復配了多種金屬元素并添加了稀土氧化物，有效改善了鋁合金的流動性、提高了鋁合金的耐磨性、耐高溫性、耐腐蝕性、抗氧化性等性能。
6、具體的，本專利技術復配的稀土氧化物可以在鋁合金激光熔覆過程中，作為異質形核的核心，使鋁合金在凝固過程中形成更多細小且均勻的晶粒，并且可以鋁合金中的雜質元素發生反應，生成細小且彌散分布的化合物，從而減少雜質元素對鋁合金流動性的不利影響?；此外，在激光熔覆時，氧化鈰、氧化釔、氧化鑭等稀土氧化物具有較高的化學活性，能夠在鋁合金液表面形成一層較為穩定的氧化膜。這層氧化膜可以降低鋁合金液與鑄型之間的表面張力，使鋁合金液更容易在鑄型中鋪展和充填，從而提高其流動性；并且本專利技術復配的稀土氧化物可以使鋁合金的凝固溫度范圍變寬。在較寬的凝固溫度范圍內，合金液保持液態的時間相對延長，有利于其在基體中的流動，從而提高合金的流動性，并且本專利技術復配的稀土氧化物的加入能夠改變鋁合金的液態結構，使合金液中的原子或分子間的相互作用減弱，從而降低合金液的粘度。粘度降低后，合金液在重力或外力作用下更容易流動；還需說明的是，在激光熔覆過程中難免會產生氧、硫等雜質，而本專利技術復配的稀土氧化物具有一定的脫氧、脫硫能力，能夠去除鋁合金中的氧、硫等有害氣體和雜質。使得鋁合金的純凈度進一步提高，其內部的缺陷和夾雜物減少，液態合金的連續性和均勻性得到改善，有助于提高合金的流動性。
7、此外，本專利技術復配的稀土氧化物與各個金屬元素之間具有良好的協同作用，使得鋁合金的耐磨性、耐高溫性、耐腐蝕性、抗氧化性等性能具有極大的提升。其中氧化鈰對鉬等元素具有細化晶粒的作用，當加入氧化鈰時，鉬、鎳、鈷的晶粒可顯著細化，此時可以提高其形成合金的耐磨性、耐高溫性、耐腐蝕性等性能。而氧化釔具有良好的化學穩定性和熱穩定性，添加氧化釔可以提高鋁合金的耐高溫性能、抗氧化性能和機械強度等。其主要通過提高鋁合金的抗蠕變性能，細化金屬元素晶粒，從而有效提升其耐高溫性。而氧化鑭可以細化金屬元素的晶粒，提高鋁合金的強度和韌性，進一步提高鋁合金的耐磨性，抗氧化性并且氧化鑭還可以提高本申請添加的金屬的再結晶溫度，抑制晶粒長大，從而提高鋁合金的耐高溫性能。
8、此外，本申請中還加入了自制的功能添加劑，本專利技術添加的功能添加劑可以與本專利技術復配的稀土氧化物具有細化晶粒、改善鋁合金流動性、提高抗氧化性等的協同作用。更重要的是，在鋁合金中，碳化鈦作為硬質彌散相，能夠阻礙位錯運動，從而提高材料的強度，而稀土氧化物可以通過細化晶粒和改變合金的微觀結構，使碳化鈦在合金中的分布更加均勻。這種均勻分布的碳化鈦能夠更有效地發揮彌散強化的作用，同時稀土氧化物也可以在一定程度上增強合金基體的結合力，進一步提高材料的強度。此外，本申請自制的摻雜有ti3+的碳化鈦更是加強了上述性能。
9、在一種優選的實施方式中，所述功能添加劑的制備方法包括如下所示步驟：
10、將碳化鈦與氧化鋯在溶劑中混合，以2000-3000r/min球磨2-4h，過濾、干燥得到功能添加劑。
11、在一種優選的實施方式中，所述碳化鈦的平均粒徑為50-100nm。
12、在一種優選的實施方式中，所述碳化鈦、氧化鋯和溶劑的質量比為1：(9000-12000)：（18000-24000）。
13、在一種優選的實施方式中，所述氧化鋯的粒徑為0.03-0.5mm；
14、在一種優選的實施方式中，所述溶劑為溶解有三氯化鈦的乙醇溶液，所述三氯化鈦的濃度為1-2g/l。
15、由于本身碳化鈦與鋁合金的相容性有待提高，本專利技術通過在碳化鈦中引入三價鈦粒子增強了鋁合金和碳化鈦的相容性，進一步增強了鋁合金的流動性、力學性能、耐腐蝕性等。
16、這主要是三價鈦離子的引入會在碳化鈦與鋁合金的界面處引發一些特殊的化學反應。三價鈦離子具有一定的化學活性，能夠與鋁合金中的元素，如鋁、鎳等發生化學反應，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，包括以下質量比組分：鎳3.12-5.34%、鉬4.24-6.76%、鈷6.54-8.12%、硅10.45-14.49%、功能添加劑5.65-8.45%、氧化鈰1.25-2.45%、氧化釔3.46-7.42%、氧化鑭3.45-7.58%、以及余量的鋁；
2.根據權利要求1所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，所述功能添加劑的制備方法包括如下所示步驟：
3.根據權利要求2所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，所述碳化鈦的平均粒徑為50-100nm。
4.根據權利要求2所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，所述碳化鈦、氧化鋯和溶劑的質量比為1：(9000-12000)：（18000-24000）。
5.根據權利要求2所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，所述氧化鋯的粒徑為0.03-0.5mm。
6.根據權利要求2所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，所述溶劑為溶解有三氯化鈦的乙醇溶液，所述三氯
7.一種如權利要求1-6任一項所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料的制備方法，其特征在于，所述純鈷粉的平均粒徑為15-100μm；
9.根據權利要求7所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料的制備方法，其特征在于，所述一次球磨的具體條件為：200-400r/min球磨3-6h；
10.一種如權利要求1-6任一項所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料在激光熔覆中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，包括以下質量比組分：鎳3.12-5.34%、鉬4.24-6.76%、鈷6.54-8.12%、硅10.45-14.49%、功能添加劑5.65-8.45%、氧化鈰1.25-2.45%、氧化釔3.46-7.42%、氧化鑭3.45-7.58%、以及余量的鋁；
2.根據權利要求1所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，所述功能添加劑的制備方法包括如下所示步驟：
3.根據權利要求2所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，所述碳化鈦的平均粒徑為50-100nm。
4.根據權利要求2所述的高流動性耐腐蝕激光熔覆用鋁合金材料，其特征在于，所述碳化鈦、氧化鋯和溶劑的質量比為1：(9000-12000)：（18000-24000）。
5.根據權利要求2所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：汪玉玲，胡為峰，胡佳祺，吳俊升，
申請(專利權)人：北京賽億科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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