[0005] 针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种激光合金涂料，以解决现有的合金成分有气孔、夹杂、裂纹等缺陷的技术问题，并对应提供其制备方法，同时提供利用该激光合金涂料进行激光合金化方法，以解决现有技术进行表面处理的热作模具使用寿命短的问题。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0007] 一种激光合金涂料，包括以下质量份的原料：SiO2 20 30 份、TiC 20 25份、Ta 20-~ ~25份、W 20 25份、Hf 20-25份、Al 20 25份、Si 20 25份、Be 20 25份、膨润土 15 25 份、虫~ ~ ~ ~ ~
胶6 10份、无水乙醇 300 400 份。
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[0008] SiO2在涂料中的作用：流变助剂在施工过程中,由于涂层边缘的溶剂挥发较快,导致表面张力不均匀,容易使涂料向边缘移动,而二氧化硅网络能够有效的阻止涂料的移动而形成厚边,同时还防止涂料在固化过程中的流挂现象,使涂层均匀。2、防沉剂，SiO2是一种理想的防沉剂,对于防止涂料体系中颜料的沉淀非常有效,特别是对于色浆的体系,适当的添加量将大大提高色浆的稳定性,而且能够减少润湿分散剂的量,以提高色浆的适用性,并减少色浆对涂料体系的影响, SiO2的防沉作用对涂料存放非常有利,特别是某些颜料,如金属粉,都极易沉淀且不能完全悬浮,使用SiO2可保证其分散不沉淀。3、助剂分散 在粉末涂料体系中,由于SiO2的小粒径和高表面能,它们可以吸附在涂料粉体的表面,并在粉体表面形成一个表层,提高粉料得分散性,故可作为分散剂使用.在同一涂料系统中,加入SiO2可明显缩短分散时间,提高生产效率.单值得注意的是,先将SiO2分散完全效果更好可以同时搭配其他流变主机助剂一起使用,并利用醇类溶剂调整SiO2的流变性能。4、SiO2还可以提高涂料的耐侯性、抗划伤性，提高涂层与基材之间的结合强度。
[0009] TiC为陶瓷相，提高涂层硬度。陶瓷相的种类、含量和与金属润湿性的匹配，都是基于大量实验得出的。
[0010] Ta、W、Hf、Al、Si、Be一起制备成合金粉末，共同构成高熵合金。高熵合金具有：热力学上的高熵效应、.结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应、性能上的“鸡尾酒”效应。利用这些特性，并结合理论计算与大量实验设计出的高熵合金与TiC具有较好的相容性，在激光束辐照后，能细化涂层组织，增强韧性，形成的合金层无空洞裂纹，合金层与基体冶金结合，结合强度高。与TiC共同作用，能提高高温耐磨性、耐冲击性、抗热裂性、从而提高模具寿命。
[0011] 其中，所述的SiO2、TiC、Ta、W、Hf、Al、Si、Be和膨润土均为粉末且粒度小于3 微米。
[0012] 一种上述激光合金涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0013] 1）将SiO2、TiC、Ta、W、Hf、Al、Si、Be和膨润土分别破碎到粒度小于3 微米，然后混合均匀，得到合金粉料，备用。微米级粉末可以最大程度地避免了现有的合金成分的气孔、夹杂、裂纹等缺陷的产生。
[0014] 2）将虫胶用一部分无水乙醇溶解，得到虫胶的乙醇溶液，备用。虫胶可以提供涂料的粘结性，但是要形成均匀的涂料，由于市售虫胶均为固体，必须先制成溶液才有利于形成悬浊液状态的涂料，而之所以使用无水乙醇作溶剂，则是由于虫胶在无水乙醇中的溶解度较高，同时无水乙醇易于挥发且对人体基本无害。
[0015] 3）将合金粉料、虫胶的乙醇溶液和另一部分无水乙醇用搅拌机搅拌均匀，即得到激光合金涂料。
[0016] 一种激光合金化方法，该方法是将模具置于上述激光合金涂料中一定时间，然后取出模具，并在保护气气氛中用激光器对该模具表面进行熔凝处理，使模具表面形成合金化涂层，即完成模具表面的激光合金化。具体包括以下步骤：
[0017] （1）先将模具加热到70 110℃，再将该模具浸没于激光合金涂料中1 3s，然后取出~ ~该模具静置至恒重，得到表面粘结有粉末层的模具。由于模具被加热，在激光合金涂料中时间较短，取出时仍保持热态，因此在热作用下，模具表面的无水乙醇会迅速挥发，而其余成分则会在其表面形成一层粘结牢固的混合粉末，以方便下步熔凝处理。
[0018] （2）将表面粘结有粉末层的模具置于保护气气氛中，用激光器对模具表面进行熔凝处理，再于保护气气氛中静置冷却至室温，即得到表面具有激光合金化涂层的模具。其中，激光器发射的激光的功率为1500 1900w，扫描速率为10 13 mm/s，光斑直径为3 4.5mm，~ ~ ~搭接率为20 25% 。
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[0019] 经激光熔凝加工后可以得到致密、结合强度较高的涂层，该涂层能提高模具的使用寿命。这样的表面具有在高温下硬度高、光洁度好、磨擦系数低，几乎不需要后续机加工，可直接上生产线使用。
[0020] 所述的模具为热作模具。所述的激光器是最大功率为5 kW的CO2激光器，可选用TJ-HL-T5000型CO2激光器。
[0021] 步骤（2）所述的保护气气氛为氩气气氛，其中为氩气的流量为1.0 2.0 L/min。~
[0022] 与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0023] 1、本发明采用微米级粉末为基础原料，这样在乙醇挥发后，会在模具表面形成致密、光洁的粉末层，避免了现有的合金成分的气孔、夹杂、裂纹等缺陷的产生。
[0024] 2、本发明的激光合金涂料在室温下即可完成制备，生产工艺简单易行。
[0025] 3、目前，热作模具工作面在高温环境连续使用一段时间后常会出现粘钢问题，使用本发明在钢瓶环模工作面表面形成新的合金层之后，粘钢的问题得到明显的改善。
[0026] 4、使用激光表面合金化，其表面粗糙度能够满足使用要求。除了激光表面合金化这种工艺方案，也有人通过熔覆耐磨耐高温粉末来提高热作模具的使用寿命，但是其熔覆层是粗糙的，必须经过车、磨等机加工之后才能上线使用，而硬度很高的熔覆层，机加工十分困难，可操作性低。而本发明通过热挂膜、激光熔凝处理，其表面较光滑，不需要机加工即可使用，大大提高了可操作性，成本大大降低。
[0027] 5、采用本发明给热作模具工作面激光合金化的生产效率、成本较低，步骤少，便于推广使用。
[0028] 6、本发明经生产检验超过一年，证明经本发明处理后的热作模具红硬性能非常好，粗糙度接近精车的级别。使用效果显示，能提高模具寿命到原来的3倍以上。
