【CN109811338A】一种激光增材制造热障涂层材料的方法【专利】
一种热障涂层及其制备方法
一种热障涂层及其制备方法简介热障涂层是一种用于保护高温工作环境下金属材料的表面涂层。
热障涂层具有优良的隔热性能和耐高温性能，广泛应用于航空航天、能源等领域。
本文介绍了一种新型的热障涂层及其制备方法。
热障涂层制备方法原材料准备制备该热障涂层的原材料主要包括氧化铝粉末、稳定剂、粘结剂和溶剂。
其中，氧化铝粉末作为主要成分，具有优异的隔热性能和耐高温性能。
涂料的制备首先，将氧化铝粉末与稳定剂按一定比例混合，通过高能球磨机进行混合研磨，使其达到均匀的颗粒分布。
然后，将粘结剂和溶剂加入混合好的氧化铝粉末中，通过搅拌机进行搅拌，保证其成为均匀的涂料。
涂层的制备首先，需要将待涂层的金属基材表面进行喷砂处理，以提高涂层与基材的附着力。
然后，将制备好的涂料通过喷涂技术喷涂在金属基材表面，形成一层均匀的涂层。
喷涂过程中，需要保持适当的喷涂速度和喷涂厚度，以确保涂层质量。
热处理喷涂完成之后，将涂层烘干，以去除涂料中的溶剂。
然后，将含有涂层的金属基材进行高温热处理。
在高温环境下，涂料中的氧化铝粉末会发生热化学反应，生成具有良好结晶性和致密度的氧化铝涂层。
热处理过程中，需要控制温度和时间，以保证涂层的性能。
热障涂层的特点该热障涂层具有以下特点：1. 优异的隔热性能：热障涂层可有效减少热量传导，降低金属基材温度，提高工作环境下的工作效率。
2. 耐高温性能：热障涂层能够在高温环境下保持稳定，同时具有良好的抗氧化性能。
3. 良好的附着力：该涂层与金属基材的附着力强，不易脱落，具有较长的使用寿命。
应用前景这种热障涂层可以广泛应用于航空航天、能源等行业。
在航空航天领域，可以应用于发动机燃烧室内的金属壁面保护，提高发动机的工作效率和寿命；在能源领域，可以应用于燃煤电厂锅炉中的金属表面保护，减少能源损失，提高发电效率。
结论通过本文介绍的制备方法，我们可以制备一种新型的热障涂层。
这种热障涂层具有优异的隔热性能和耐高温性能，具有良好的应用前景。
一种激光增材装置及其增材制造的方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811140619.7(22)申请日 2018.09.28(71)申请人 江苏大学地址 212013 江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人 任旭东 童照鹏 周王凡 陈兰 焦加飞 (51)Int.Cl.B22F 3/105(2006.01)B33Y 30/00(2015.01)(54)发明名称一种激光增材装置及其增材制造的方法(57)摘要本发明提供了一种激光增材的装置，包括旋转光束激光系统、高频短脉冲激光系统和辅助电流系统；所述旋转光束激光系统输出旋转的连续激光，所述连续激光用于将材丝熔化沉积在基材表面；所述高频短脉冲激光系统输出高频短脉冲激光，所述高频短脉冲激光用于向熔池中输入脉冲激光束；所述辅助电流系统用于使材丝与熔池构成电流回路，用于使熔池内部直接产生强电磁力。
所述旋转光束激光系统包括连续激光发生器、第一高精度机械手臂和连续激光器激光头；所述高频短脉冲激光系统包括高频短脉冲激光发生器、高频短脉冲激光头和第二高精度机械手臂。
本发明可以解决熔池内部容易发生元素偏析、气体无法排出、组织不均匀、热应力集中等缺陷。
权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 109175364 A 2019.01.11C N 109175364A1.一种激光增材装置，其特征在于，包括旋转光束激光装置和高频短脉冲激光装置；所述旋转光束激光装置输出旋转的连续激光，所述连续激光用于将材丝熔化沉积在基材(13)表面；所述高频短脉冲激光装置输出高频短脉冲激光，所述高频短脉冲激光用于向熔池(10)中输入脉冲激光束。
2.根据权利要求1所述激光增材的装置，其特征在于，还包括所述辅助电流装置；所述辅助电流装置用于使材丝与熔池(10)构成电流回路，用于使熔池(10)内部直接产生强电磁力。
3.根据权利要求1所述的激光增材的装置，其特征在于，所述旋转光束激光装置包括连续激光发生器(1)、第一高精度机械手臂(2)和连续激光器激光头(9)；所述连续激光发生器(1)与连续激光器激光头(9)相连；所述连续激光器激光头(9)安装在第一高精度机械手臂(2)上；送丝机(6)用于向所述连续激光器激光头(9)内输送材丝。
一种激光增材制造方法[发明专利]
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专利名称：一种激光增材制造方法
专利类型：发明专利
发明人：朱海红,廖海龙,张莎莎,陈昌棚,杨亮亮,殷杰,曾晓雁申请号：CN201810820848.7
申请日：20180724
公开号：CN109175362A
公开日：
20190111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于增材制造技术领域，并具体公开了一种激光增材制造方法，其包括如下步骤：S1加热金属陶瓷混合材料制备厚度为s的金属陶瓷层，由于陶瓷的存在使得制备获得的金属陶瓷层存在孔洞；S2加热金属材料使其熔化，熔化后的金属材料在重力和毛细力作用下填充孔洞，获得致密实体层；S3重复步骤S1与S2完成各致密实体层的制备，获得高致密度的金属陶瓷复合零件。
本发明可解决金属陶瓷增材制造成形时由于流动性差而形成大量收缩工艺孔的问题，具有制备工艺简单方便，可操作性强等优点。
申请人：华中科技大学
地址：430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
国籍：CN
代理机构：华中科技大学专利中心
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一种热障涂层的制备方法及其热障涂层[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810320845.7(22)申请日 2018.04.11(71)申请人 天津大学地址 300350 天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人 王瑞 叶福兴 米鹏博 赵洪舰 郭磊 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201代理人 杜文茹(51)Int.Cl.C23C 4/134(2016.01)C23C 4/11(2016.01)(54)发明名称一种热障涂层的制备方法及其热障涂层(57)摘要一种热障涂层的制备方法及其热障涂层，方法是采用锆盐和镱盐组成的前驱体溶液作为喷涂原料，在液相等离子喷涂设备中，将该溶液通过二流式雾化喷嘴送入等离子射流，并沉积在基体上形成孔隙分布均匀且具有垂直裂纹结构的热障涂层。
制备的热障涂层，是一种具有垂直裂纹的柱状晶、且孔隙均匀分布的纳米结构的热障涂层。
本发明以前驱体溶液取代团聚粉末作为原料，大大简化了传统大气等离子喷涂原料造粒的繁琐工艺，提高了生产效率，降低了成本。
涂层结构可控，所制得的热障涂层为纳米结构，且具有垂直裂纹结构。
陶瓷材料YbSZ具有较高的相稳定性、较低的热导率。
权利要求书1页 说明书4页 附图5页CN 108441806 A 2018.08.24C N 108441806A1.一种热障涂层的制备方法，其特征在于，采用锆盐和镱盐组成的前驱体溶液作为喷涂原料，在液相等离子喷涂设备中，将该溶液通过二流式雾化喷嘴送入等离子射流，并沉积在基体上形成孔隙分布均匀且具有垂直裂纹结构的热障涂层，具体包括如下步骤：1)按配制200～330ml、氧化镱在氧化锆中的掺杂浓度为8wt％的前驱体溶液计算称取2.76g氧化镱放入烧杯，加8～12mL浓硝酸与8～12mL去离子水，加热搅拌至完全反应，形成硝酸镱溶液；2)按照氧化镱在氧化锆中的掺杂浓度为8wt％的比例，将硝酸镱溶液加入硝酸锆水溶液中，以最终形成的氧化镱稳定氧化锆材料计算，生成的混合溶液总浓度控制在0.6～1.0mol/L；3)调节混合溶液PH值在3～4，并在室温下继续搅拌，最终得到前驱体溶液；4)将得到前驱体溶液放入液相等离子喷涂设备的容器(1)中，并通过软管(2)送入到二流式雾化喷嘴(4)中，在所述的软管(2)上设置有作为前驱体溶液传输动力的蠕动泵(3)；5)采用二流式雾化喷嘴(4)将前驱体溶液雾化后送入等离子射流(7)，通过等离子射流(7)沉积在高温合金或不锈钢基体上形成热障涂层。
一种抑制单晶基体再结晶的激光重熔热障涂层制备工艺[发明专利]
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专利名称：一种抑制单晶基体再结晶的激光重熔热障涂层制备工艺
专利类型：发明专利
发明人：王恪典,凡正杰,梅雪松,段文强,王汝家,张帅
申请号：CN201710509497.3
申请日：20170628
公开号：CN107326318A
公开日：
20171107
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种抑制单晶基体再结晶的激光重熔热障涂层制备工艺，用激光在带热障涂层镍基单晶高温合金基体上进行激光重熔时，利用高频感应加热可以降低重熔涂层所需的激光能量阈值，并且能显著降低激光向基体内传导的热量，因此在预热辅助激光重熔热障涂层的过程中，一定范围内提高预热温度能显著地降低基体/粘结层处温度和热累积，这将有利于避免单晶镍基高温合金基体发生结构性能的变化。
申请人：西安交通大学
地址：710049 陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
国籍：CN
代理机构：西安智大知识产权代理事务所
代理人：贺建斌
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一种激光增材制造装置和方法[发明专利]
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专利名称：一种激光增材制造装置和方法专利类型：发明专利
发明人：任旭东,童照鹏,焦佳飞,周王凡,陈兰申请号：CN201811221426.4
申请日：20181019
公开号：CN109317673A
公开日：
20190212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种高效激光增材制造装置及方法，包括控制计算机，连续激光器，激光头，双通电磁阀，液氮罐，机械手臂，液氮喷嘴，粉末输送管，保护气输送管，送粉器，氩气瓶，氮气瓶。
在激光增材过程中，当制备非强化层时，采用氩气作为熔池的气氛保护气体；当需要制备氮化物强化沉积层时，调节氮气作为熔池的气氛保护气体，使氮元素与熔池中的金属元素原位发生反应，生成氮化物增强相，本发明能够在激光增材制造过程中，实现在指定区域快速生成氮化物沉积层，并且不影响激光增材构件快速成型的效率，达到氮化物强化沉积层与非强化沉积层在制备过程中快速过渡的目的。
申请人：江苏大学
地址：212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
国籍：CN
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910275801.1
(22)申请日 2019.04.08
(71)申请人 大连理工大学
地址 116024 辽宁省大连市甘井子区凌工
路2号
(72)发明人 吴东江 刘妮 牛方勇 马广义
余超 散俊德
(74)专利代理机构 大连理工大学专利中心
21200
代理人 李晓亮 潘迅
(51)Int.Cl.
C23C 24/10(2006.01)
B22F 3/105(2006.01)
B33Y 10/00(2015.01)
B33Y 30/00(2015.01)
B33Y 70/00(2015.01)
(54)发明名称一种激光增材制造热障涂层材料的方法(57)摘要本发明提供一种激光增材制造热障涂层材料的方法，属于增材制造领域。
该方法主要是采用激光直接沉积技术在NiCrAlY基体中混入不同含量的Al 2O 3增强基体性能。
主要步骤包括：步骤A，调整送粉器送粉速率使Al 2O 3占二者混合粉末质量分数范围为5％～25％；步骤B，调整工艺条件，确定NiCrAlY送粉速率为1.5～2g/min，调整激光扫描速度100～400mm/min。
步骤C，实际成形，成形不同结构件时工艺参数需要进行相应调整。
本发明采用Al 2O 3增强NiCrAlY基体，提高金属基体的耐磨性并且一定程度上提高金属基体的综合力学性能，降低NiCrAlY的摩擦系数。
另外，本发明采用激光增材制造技术相比于等离子喷涂等方法可以灵活的控制粉末的比例，实现两种粉末不同比例混合成形，而且成形组织致密，
层间结合力良好。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 109811338 A 2019.05.28
C N 109811338
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109811338 A
1.一种激光增材制造热障涂层材料的方法，其特征在于，该方法步骤如下：
步骤A，采用Al2O3粉末和NiCrAlY粉末同步送粉，调整送粉器中Al2O3粉末的送粉速率，使单位时间输送的Al2O3粉末所占质量分数为5％～25％；
步骤B，调整恒定工艺参数：
调整送粉器的送粉速率：NiCrAlY送粉速率为Q1，Q1范围为1.5～2g/min，Al2O3送粉速率为Q2＝Q1×a/(1-a)，则总送粉速率为Q＝Q1+Q2；调整激光扫描速度100-400mm/min；
步骤C，实际成形过程：
根据步骤B中确定的恒定工艺参数，控制激光器改变激成形过程中的单位质量能量E g，激光照射基板并且熔化粉末进行成形；其中，成形不同结构的工艺参数为：当成形单道多层时，单位质量能量E g范围为200～310J/g，激光功率P＝E g×Q；
当成形多道多层时，采用层与层之间垂直交叉的扫描方式在基板上进行多道多层成形，单位质量能量E g范围为250～350J/g，激光功率P＝E g×Q；单道截面面积为S，两道重合部分截面面积为S1，则搭接率为
2。