4理制备高硬度Cu基非晶合金涂层定稿确认081201.doc

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1、说明书摘要一种利用激光表面处理制备高硬度Cu基非晶合金涂层的方法。该方法利用180W低功率Nd:YAG脉冲激光在Cu基合金表面形成约120~230μm厚度的非晶层，表面无裂纹，涂层与基体结合良好，并且非晶涂层的厚度可以通过调节激光工艺参数进行控制。在整个工艺过程中，利用CNC2000数控软件进行操作，可以实现大面积激光扫描，生产效率高，并且气氛保护以及冷却系统方便简单，成本较低。摘要附图权利要求书1、一种制备Cu基非晶合金涂层的方法，其特征在于步骤如下：第一步：Cu-Zr-Ti合金的制备选择纯度为99.9%的Cu、Zr、Ti元素为原料，按原子百分比CuxZryTiz且x＋y＋z=100

2、，其中，50≤x≤65，5≤y≤45，5≤z≤40，配料，将配好的原料放置于真空电弧炉内，抽真空度至1—5×10-3Pa，充入压力为0.04—0.06MPa氩气保护气体；调节电流200~250A，熔炼4—5遍后随炉冷却取出即制得均匀的Cu-Zr-Ti合金；第二步：样品的制备将制备好的合金切割成15mm×10mm×2mm的样品，用砂纸、丙酮对表面进行处理，以增加材料表面对激光的吸收率；第三步：激光处理将样品放置在激光器工作台的铜模上，调整激光器的保护气喷嘴至与样品表面成30°角，并且与激光光束同轴，从而防止在激光处理过程中样品发生氧化，激光器的工艺的参数为：激光器工作电压V为100~25

3、0V，频率f为8~14Hz，脉冲宽度为1~3ms，激光扫描速度为400~1200mm/min，光斑尺寸1mm；通过调节激光器的工艺参数，在样品表面在样品横断面出现明显的分层结构：Cu基非晶层、过渡区和基体，从而形成Cu基非晶层。2、根据权利要求1所述的一种制备Cu基非晶合金涂层的方法，其特征在于：所述的Cu基非晶层的厚度为120μm~230μm。3、根据权利要求1所述的一种制备非晶合金涂层的方法，其特征在于：Cu基非晶合金涂层的显微硬度高达800Hv。4、根据权利要求1所述的一种制备非晶合金涂层的方法，其特征在于：所述过渡层的显微硬度为945Hv。5、根据权利要求1所述的一种制备非晶合

4、金涂层的方法，其特征在于：所述的激光器为Nd:YAG脉冲激光器，其额定功率为180W。6、根据权利要求1所述的一种制备非晶合金涂层的方法，其特征在于：所述的激光器工作台的移动通过电脑控制激光扫描区域的形状，从而实现三维自动操作。说明书一种利用激光表面处理制备高硬度Cu基非晶合金涂层的方法技术领域本发明涉及一种非晶合金的制备方法，更特别的说，是指一种利用低功率Nd:YAG脉冲激光制备高硬度Cu-Zr-Ti非晶合金涂层的方法。背景技术非晶合金具有不同于晶态合金的新型的合金成分和原子构成，并兼有一般金属和玻璃的特性，使得它在物理、化学及机械性能上表现出一系列优异的特性，如很高的耐腐蚀性、抗磨

5、性、较好的强度和韧性、理想的磁学性能等，是一种理想的涂层材料。随着非晶合金制备方法及理论研究的不断发展，非晶材料已由实验室阶段迈入了工业应用阶段（如我国冶金部钢铁研究总院己能稳定生产100mm宽的铁基非晶带材）。美日等发达国家非晶合金的生产己进入大批量、商业化的阶段，在某些领域的应用已逐步得到研究，如作为机械结构材料、光学精密材料、电极材料、体育用品材料、软磁材料等。随着科学技术和现代化工业技术的发展，人们对材料性能的要求越来越高。与晶态涂层相比，非晶涂层一般具有较高的显微硬度，优异的耐磨性能和耐蚀性能，以及很好的催化活性和优异的词学性能。正是由于其优异的物理和化学性能，研究和制备非晶

6、涂层材料成为材料科学与工程领域的一个重要分支，引起了人们的广泛关注。常见的非晶合金涂层的制备方法主要有物理气相沉积法（PVD）、溅射法、辉光放电、离子注入和电化学沉积法等，这些技术在一定程度上促进了非晶涂层的发展，但又存在一定的局限性。例如，物理气相沉积法仅能得到薄的沉积膜，而且沉积速度比较慢，效率低；电化学沉积的非晶薄膜成分不易精确控制，重复性差，理论研究与工业生产之间存在差距，经验依赖性强，并且电解废液环境污染严重、处理工序复杂。发明内容本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种利用激光表面处理制备高硬度Cu基非晶合金涂层的方法，该方法本发明采取的技术方案是：一种制备非晶合

7、金涂层的方法，步骤如下：第一步：Cu-Zr-Ti合金的制备选择纯度为99.9%的Cu、Zr、Ti元素为原料，按原子百分比CuxZryTiz且x＋y＋z=100，其中，50≤x≤65，5≤y≤45，5≤z≤40，配料，将配好的原料放置于真空电弧炉内，抽真空度至1—5×10-3Pa，充入压力为0.04—0.06MPa氩气保护气体；调节电流200~250A，熔炼4—5遍后随炉冷却取出即制得均匀的Cu-Zr-Ti合金；第二步：样品的制备将制备好的合金切