一种可控孔隙镍基涂层的制备方法

摘要

本发明涉及一种可控孔隙镍基涂层的制备方法，包括如下步骤：A：抛光、清洗、除污；B：激光熔覆：使用同轴送粉器将镍基粉末送入基体表面，形成激光熔覆熔池，逐层用激光扫描进行激光熔覆使熔覆熔池形成气泡；C:洛伦兹力体积力耦合：在B步骤所述熔覆熔池内部形成气泡基础上，同时引入可调梯度洛伦兹力,对步骤B过程形成的气泡进行分布调节使其形成的气孔在熔覆层中由表面至里面深度方向呈梯度分布或呈均匀分布。本发明方法通过调整施加在基材表面的直流电流大小及熔池表面的磁场强度梯度来影响洛仑兹力的下降梯度。这不仅适用于激光熔覆镍基涂层，可同时适用焊接、激光熔凝等产生熔池的加工形式，适用范围广。

权利要求

1.一种可控孔隙镍基涂层的制备方法，包括如下步骤：

A：抛光、清洗、除污：对基材表面进行打磨处理，直至表面光亮达到表面粗糙度小于Ra1.6，再使用丙酮或者酒精进行擦拭清洗将表面油污去除，并在通风处晾干；

B：激光熔覆：使用同轴送粉器将镍基粉末送入基体表面，形成激光熔覆熔池，逐层用激光扫描进行激光熔覆使熔覆熔池形成气泡，按以下参数调整镍基粉末Ti、C含量、粉末粒径、粉末球形度、保护气中的水分含量并结合激光工艺参数控制熔覆层气孔数量；

所述的镍基粉末质量分数为：Ni 50.0～55.0％，Cr 12.0～17.10％，C 0.08～0.2％，Si 0～0.35％，Mn0～0.35％，S 0～0.018％，P0～0.015％，Al 0.30～0.70％，Ti 1.10～

2％，Mo 2.8～3.30％，Nb 4.75～5.50％，余量为Fe；

所述粉末粒径d＝50～150μm；

所述粉末球形度为0.6～0.9；

所述保护气中水分含量质量分数为0.05～2％；

所述激光工艺参数控制在激光功率为800～1800W；扫描速度为6～15mm/s；保护气流量为10～80L/h；送粉量8～20g/min；

C:洛伦兹力体积力耦合：在B步骤所述熔覆熔池内部形成气泡基础上，同时引入可调梯度洛伦兹力,对步骤B过程形成的气泡进行分布调节使其形成的气孔在熔覆层中由表面至里面深度方向呈梯度分布或呈均匀分布；所述的洛伦兹力调节方法为：在所述的基体通入平行于所述基体表面的直流电流直至扫描结束，电流密度大小为0～106A/m2，同时，将所述的基体置于梯度稳态磁场中直至扫描结束，使得熔池表面的磁场强度为0～2T，磁场强度随着熔池的深度增加而均匀降低，磁场强度下降的梯度为0.01～0.06T/mm。

2.如权利要求1所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，其特征在于：所述基体在激光熔覆以前与可提供直流电流的外接电源连接以待连通，所述直流电流为稳态直流电流，外接电源为低压大额定电流蓄电池。

3.如权利要求1所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，其特征在于：所述磁场由电磁铁提供，磁场方向与熔覆熔池表面平行，同时垂直于所述的激光扫描方向，通过改变双侧接触矩形磁极长度和\或宽度来实现磁场梯度调节，所述矩形磁极的宽度为10mm～40mm，所述矩形磁极的长度为80～120mm。

4.如权利要求1所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，其特征在于：所述洛伦兹力的方向通过改变通入电流方向或者磁场方向进行调节。

5.如权利要求1～4之一所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，其特征在于，所述的激光功率为1600W,激光扫描速度为10mm/s,送粉量为10g/min,保护气流量20L/h得到熔覆层球形气孔。

6.如权利要求1～4之一所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，其特征在于：调整所述的镍基粉末中C的质量分数为C 0.1％或\和调整所述的镍基粉末中Ti的质量分数为Ti 

1.5％，控制保护气中的水分含量为2％，为起泡提供原料以产生CO,CO2气体，控制所述粉末粒径d＝50～75μm，控制所述球形度为0.8～0.9，提高粉末与保护气中水分的结合能力。

7.如权利要求1～4之一所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，特征在于:步骤C调节磁场强度使其为1～2T，电流密度为105～106A/m2，同时使得洛伦兹力方向与熔覆熔池表面垂直向内，气泡溢出数量增加，得到熔覆层中残留气孔体积百分比0～0.1％且分布于熔覆层上部；所述的熔覆层是指通过激光熔化覆盖在基体表面的材料并与之形成冶金结合的涂层。

8.如权利要求1～4之一所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，特征在于:步骤C调节磁场强度使其为1～2T，电流密度为105～106A/m2，同时使得洛伦兹力方向与熔覆熔池表面垂直向外，气泡溢出数量减少，熔覆层中残留气孔体积百分比5～20％，且分布于熔覆层底部。

9.如权利要求1～4之一所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，其特征在于:步骤C调节磁场强度为0.1～0.5T，电流密度大小为0～105A/m2，同时使得洛伦兹力方向与熔覆熔池表面垂直向内，使得气泡形核的能量降低，所述熔覆熔池中气泡增多，气泡受到流体搅拌作用而使得熔覆层气孔变得均匀。

10.如权利要求1～4之一所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，其特征在于：所述的洛伦兹力是在熔覆熔池区域由磁场与电场相互耦合产生，所述洛伦兹力方向与熔覆熔池表面

6 2

垂直向内或垂直向外，通过调节电流密度值0～10 A/m与磁场值0～2T，使得洛伦兹力值大小范围为0～2×106N/m3，调节磁场梯度0.01～0.06T/mm，使得洛伦兹力从表面至里面深度方向并呈负梯度分布，洛伦兹力下降的梯度为102～105N/mm4。

说明书

一种可控孔隙镍基涂层的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种镍基涂层的制备方法，特别涉及一种隙孔隙可调的镍基涂层的制备方法。

背景技术

[0002] 激光熔覆技术作为一种新型的制造技术，已越来越多的应用于工业生产中。在熔覆的过程中，由于环境中的水分、载气或者熔覆材料存在C，Ti等元素，熔覆层经常不可避免随机产生气孔。但随着使用条件的日益苛刻，对涂层的性能要求也越来越高。在某些应用场合中，在满足力学性能要求同时，需对熔覆层的抗震性、热传导性提出要求。根据相关文献的研究表明涂层中气孔的数量及分布对上述性能产生重要的影响，因此需对熔覆层中气孔进行调节。但单纯依靠改变激光熔覆工艺参数或者粉末工艺，很难对熔覆层中气孔含量及分布进行定量控制，为解决上述问题本发明提供了一种孔隙可调的镍基涂层制备方法。

[0003] 关于外加磁场对激光焊接和熔覆过程的调控技术，国内外学者已经开展了一系列的研究。如德国的Bachmann等通过静态磁场改善了铝合金焊接熔池形貌，不莱梅实验室的Gatzen M等研究发现交变磁场对元素分布产生影响，但上述学者所采用的洛伦兹力均为自身感应洛伦兹力，而非外加洛伦兹力且未对气孔进行研究。国内也有众多学者对其展开研究，如公开的文件(CN102899661)提出了一种采用磁场辅助激光熔覆的方法，该方法特点是仅采用单纯磁场作用激光熔覆熔池得到晶粒取向一致，细腻均匀的涂层。公开的文件(CN102703897)提出了一种旋转磁场辅助激光熔覆制备Fe60复合涂层的方法，因该方法采用了旋转磁场，这也使得内部洛伦兹力是呈周期性变化，其作用结果往往使得熔覆层组织、元素、颗粒等分布更加均匀，不能调控气孔、颗粒等的定向运动，且未涉及熔覆工艺与磁场的组合调控；公开的文件(CN104195541)，提出一种电磁复合场辅助激光熔覆的方法及装置，文件中所提供方法主要采用电磁复合场调控对象为组织、颗粒、元素、表面形貌，未涉及激光熔覆气泡的生成工艺以及对气泡运动调控，国内外针对外场的发明或者研究大多其中于材料的组织、性能、熔池运动，而往往将气孔作为缺陷避免其产生。

发明内容

[0004] 本发明要克服现有激光熔覆技术不能对气孔分布调控的缺陷，提供一种可控孔隙镍基涂层的制备方法。

[0005] 本发明所述的一种可控孔隙镍基涂层的制备方法，包括如下步骤：

[0006] A：抛光、清洗、除污：对基材表面进行打磨处理，直至表面光亮达到表面粗糙度小于Ra1.6，再使用丙酮或者酒精进行擦拭清洗将表面油污去除，并在通风处晾干；

[0007] B：激光熔覆：使用同轴送粉器将镍基粉末送入基材表面，形成激光熔覆熔池，逐层用激光扫描进行激光熔覆使熔覆熔池形成气泡，按以下参数调整镍基粉末Ti、C含量、粉末粒径、粉末球形度、保护气中的水分含量并结合激光工艺参数控制熔覆层气孔数量；

[0008] 所述的镍基粉末质量分数为：Ni 50.0～55.0％，Cr 12.0～17.10％，C 0.08～0.2％，Si 0～0.35％，Mn0～0.35％，S 0～0.018％，P0～0.015％，Al 0.30～0.70％，Ti 
1.10～2％，Mo 2.8～3.30％，Nb 4.75～5.50％，余量为Fe；

[0009] 所述粉末粒径d＝50～150μm；

[0010] 所述粉末球形度为0.6～0.9；

[0011] 所述保护气中水分含量质量分数为0.05～2％；

[0012] 所述激光工艺参数控制在激光功率为800～1800W；扫描速度为6～15mm/s；保护气流量为10～80L/h；送粉量8～20g/min；

[0013] 通常在上述条件下，所述熔覆层产生的气孔形状为球形，直径范围为5μm～100μm，所述熔覆层气孔的总体积为熔覆层总体积的0.1～5％；

[0014] C:洛伦兹力体积力耦合：在B步骤让所述熔覆熔池内部形成气泡基础上(也就是通常所说的“起泡”)，同时引入可调梯度洛伦兹力,对步骤B过程形成的气泡进行分布调节使气泡形成的气孔在熔覆层中由表面至里面深度方向呈梯度分布或呈均匀分布，这里起初在液态流体中的气泡，在激光扫描过程中气泡被凝固前沿捕获，保留在熔覆层中形成气孔；所述的洛伦兹力调节方法为：在基体通入平行于基材表面的直流电流，直至扫描结束,电流密度大小为0～106A/m2，同时，将基体置于梯度稳态磁场中，直至扫描结束,使得熔池表面的磁场强度为0～2T，磁场强度随着熔池的深度增加而均匀降低，磁场强度下降的梯度为0.01～0.06T/mm。通常所述的保护气为惰性气体，如氩气。

[0015] 进一步，所述基体在激光熔覆以前与可提供直流电流的外接电源连接以待连通。

[0016] 通常所述直流电流为稳态直流电流，由低压大额定电流蓄电池提供，即外接电源为低压大额定电流蓄电池，所述低压大额定电流蓄电池的电压为2～6V，放电能力：300～600Ah。

[0017] 本发明优选所述镍基粉末质量分数为：Ni 52.5％，Cr 15％，C 0.1％，Si 0.3％，Mn 0.3％，S 0.01％，P 0.01％，Al 0.4％，Ti 1.5％，Mo 3％，Nb 5％，Fe 21.88％。

[0018] 再进一步，所述磁场由电磁铁提供，磁场方向与熔覆熔池表面平行，同时垂直于所述激光扫描方向，磁场梯度调节通过改变双侧接触矩形磁极长度和\或宽度来实现，所述的所述矩形磁极的宽度为10mm～40mm，所述的长度为80～120mm。

[0019] 更进一步，所述洛伦兹力的方向通过改变通入电流方向或者磁场方向进行调节。

[0020] 为具体地，所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法，推存所述的激光功率为1600W,扫描速度为10mm/s,送粉量为10g/min,保护气流量20L/h，熔覆层形成球形气孔，按以上操作，所产生的熔覆层球形气孔直径范围为5μm～100μm，产生气孔总体积占熔覆层体积的0.1～0.2％，且气孔无规则分布，并且熔覆层形貌良好，无裂纹。本方案在步骤B工艺及粉末条件下，所述的熔覆层是指通过激光熔化覆盖在基体表面的材料并与之形成冶金结合的涂层。

[0021] 区别于其他激光涂层制备方法，本方法所针对的调控对象为气孔，主要粉末及保护气优选内容还包括：通过调整镍基粉末Ti,C含量分别为1.5％与0.1％，控制保护气中的水分含量为2％，为起泡提供原料以产生CO,CO2等气体，控制镍基粉末粒径(50～75μm)及球形度(0.8～0.9)，提高粉末与保护气中水分的结合能力，对熔覆层进行“起泡”，并在气泡形核，长大过程中施加洛伦兹力，以加速或者抑制气泡运动，从而对熔覆层中气泡数量及分布进行调节。

[0022] 通常，本发明通过步骤C调节磁场强度使其为1～2T，电流密度为105～106A/m2，同时使得洛伦兹力方向与熔覆熔池表面垂直向内，这会使得气泡溢出数量增加，得到熔覆层中残留气孔体积百分比0～0.1％且分布于熔覆层上部；这样可以得到的无气孔或气孔含量极少的镍基涂层。

[0023] 如果我们在步骤C调节磁场强度使其为1～2T，电流密度为105～106A/m2，同时使得洛伦兹力方向与熔覆熔池表面垂直向外，会使得气泡溢出数量减少，熔覆层中残留气孔体积百分比5～20％，且分布于熔覆层底部。这样可以得到的镍基涂层残留气孔较多，并且大多分布在涂层的较底层。

[0024] 如果，我们调节磁场强度为0.1～0.5T，电流密度大小为0～105A/m2，同时使得洛伦兹力方向垂直熔覆熔池表面向内，这会使得气泡形核的能量降低，所述熔覆熔池中气泡增多，此时洛伦兹力较小，流体的拖曳力占主导，气泡受到流体搅拌作用而使得熔覆层气孔变得均匀。

[0025] 具体的，所述的可控孔隙镍基涂层的制备方法为：所述的洛伦兹力是在熔覆熔池区域由磁场与电场相互耦合产生，方向与熔覆熔池表面垂直向内或垂直向外，通过调节电流密度值0～106A/m2与磁场值0～2T，使得洛伦兹力值大小范围为0～2×106N/m3，调节磁场梯度0.01～0.06T/mm，使得洛伦兹力从表面至里面深度方向并呈负梯度分布，洛伦兹力下降的梯度为102～105N/mm4。

[0026] 本发明方法具有以下优点：

[0027] 1、本发明将镍基粉末材料含量(C和/或Ti含量)、粉末特性及保护气含水量与洛伦兹力相调节结合，将定向洛伦兹力间接作用于气泡，以物理形式调节气孔分布，尽可能的保留了原有涂层的力学性能及组织特点，可得到不同孔隙的涂层。

[0028] 2、本发明采用梯度洛伦兹力体积力，既可增加对熔池表面这一气泡溢出关键界面区域的控制能力，以显著提高控制效果，又可减少洛伦兹力对熔池底部气泡析出过程的影响。

[0029] 3、本发明可以通过调整施加在基材表面的直流电流大小及熔池表面的磁场强度来影响洛伦兹力的下降梯度，从而调整镍基涂层内的孔隙，以适应不同的加工要求。这不仅适用于激光熔覆镍基涂层，可同时适用焊接、激光熔凝等产生熔池的加工形式，适用范围广。

附图说明

[0030] 图1一种可控孔隙镍基涂层的制备装置工作状态结构图

[0031] 图2实施例1条件下熔覆层纵截面气孔分布图

[0032] 图3实施例2条件下熔覆层纵截面气孔分布图

[0033] 图4实施例3条件下熔覆层纵截面气孔分布图

[0034] 图5实施例4条件下熔覆层纵截面气孔分布图

[0035] 图6实施例5洛伦兹力向上条件下(磁场梯度0.01T/mm)熔覆层纵截面气孔分布图[0036] 图7实施例6洛伦兹力向下条件下(磁场梯度0.06T/mm)熔覆层纵截面气孔分布图[0037] 图8实施例7洛伦兹力向上条件下熔覆层纵截面气孔分布图

[0038] 图9实施例8洛伦兹力条件熔覆层纵截面气孔均匀分布图

具体实施方式

[0039] 下面结合附图，对本发明作进一步阐述，但本发明的保护范围不限于所述内容。

[0040] 本案的实施例匀由以下装置实现，如附图1所示，所述的装置包括：1－激光器、2－激光传输通道、3－送粉头、4－工件夹持器、5－导线、6－低压大额定电流电源、7—线圈绕组、8—矩形磁极头、9—基体、10—线圈绕组电源。

[0041] 具体连接方式：激光器1与激光传输通道2可通过柔性光纤或飞行光路连接，送粉头3与激光传输通道2同轴组合，送粉头3位于基体9正上方，低压大额定电流电源6通过导线5及工件夹持器4与基体9相连接，矩形磁极头8位于基体两侧与线圈绕组7组合，线圈绕组与线圈绕组电源10连接。

[0042] 具体实施方式：首先将基体与工件夹持器相连，使基体处于水平位置，选取合适的矩形磁极头(根据不同磁场梯度选取形状尺寸)，调节双磁头相对位置直至各极头与基体侧面距离约0.5mm。打开直流电源开关，调节电流，在基体中通入所需电流值，打开线圈绕组电源并调节电流值，使极头产生所需磁场值。准备完毕后，开始激光熔覆，送粉头按所设定的轨迹在基材表面熔覆，通电、通磁直至熔覆结束，将所加工的基体取出。

[0043] 实施例1

[0044] 激光熔覆基材为316奥氏体不锈钢，机械加工成100×10×10mm的金属试样，表面经除油、除锈、打磨处理后，粗糙度小于Ra1.6，再用丙酮清洗将表面油污去除。熔覆粉末为镍基合金粉末，将所述粉末放于干燥箱内，设置温度100℃，干燥时间为60min。待粉末冷却后，将其放入送粉器中，将待熔覆的试样水平放置于工作台上，开启激光发生器(功率为1600W)、气体保护装置(保护气为氩气，流量为20L/h，水分含量0.05％)和送粉器(送粉量为
10g/min)，10mm/s的扫描速度按照预设熔覆轨迹进行熔覆。粉末粒径为50～75μm，球形度
0.8～0.9，其中所述镍基粉末质量分数为为：Ni 52.5％，Cr 15％，C 0.1％，Si 0.3％，Mn 
0.3％，S 0.01％，P 0.01％，Al 0.4％，Ti 1.5％，Mo 3％，Nb 5％，Fe 21.88％。图2为上述工艺条件下熔覆层气孔分布图，直径范围为60μm～100μm，所述熔覆层气孔的总体积为熔覆层总体积的约为0.2％。

[0045] 实施例1的熔覆层纵截面气孔分布图见附图2。

[0046] 实施例2

[0047] 该例为对比例，将实施例1中保护气中含水量降低为0.04％，粉末化学成分(质量分数，％)与实施例1中一致：Ni 52.5％，Cr 15％，C 0.1％，Si 0.3％，Mn 0.3％，S 0.01％，P 0.01％，Al 0.4％，Ti 1.5％，Mo 3％，Nb 5％，Fe 21.88％。保证其他工艺参数与实施例1一致，得到熔覆层纵截面气孔分布图(图3所示)，其中熔覆层气孔形状为球形，直径范围为5～10μm，所述熔覆层气孔的总体积为熔覆层总体积的约为0.05％；对比图2可以发现熔覆层气孔数量与气孔直径明显减小，说明保护气中水分含量降低，使得熔覆层中氧含量减少，气孔含量明显减少。

[0048] 实施例3

[0049] 该例为对比例，仅按实施例1中条件，将镍基粉末粒径增加到150μm至180μm时,球形度0.8～0.9,保持激光工艺及粉末化学成分实施例1一致，得到了熔覆层纵截面气孔分布图(图4所示)。从图中可以得到当粒径增加到大于150μm，熔覆层表面有微气孔，熔覆层气孔的总体积为熔覆层总体积的约为0.05％，说明粒径的增大使得颗粒表面的载气能力降低，从而导致气孔含量降低。

[0050] 实施例4

[0051] 参照图5。该例为对比例，按实施例1中条件，将镍基粉末颗粒球形度增加到约0.98,并保持粉末化学成分、粒径与实施例1一致，即粉末粒径为50～75μm，球形度0.8～
0.9，其中熔覆粉末化学成分(质量分数，％)为：Ni 52.5％，Cr 15％，C 0.1％，Si 0.3％，Mn 
0.3％，S 0.01％，P 0.01％，Al 0.4％，Ti 1.5％，Mo 3％，Nb 5％，Fe 21.88％。将粉末放于干燥箱内，设置温度100℃，干燥时间为60min。保证其他工艺参数与实施例1一致，得到了熔覆层纵截面气孔分布图(图5所示)。从图中可以得到当球形度增加，尽管存在微气孔，但气孔数量较实施例1明显减少，其原因是粉末球形度增加，载气结合能力降低，从而导致外界气体进入熔池的含量发生变化，使得气孔尺寸及数量减小。综合实施例3、4可得，粒径超出
150μm以及球形度大于0.9时，不利于熔覆层“起泡”。

[0052] 实施例5

[0053] 参照图6。通过对比实施例1与实施例2，实施例1与实施例3，实施例1与实施例4可知，调整保护气含水量与粉末成分，粉末球形度以及粉末粒径将对气孔数量与大小产生影响，但是仅依靠工艺，往往很难对其分布进行控制，因此本发明在实施例1成功气泡基础上同时外加洛伦兹力体积力来改变气泡的等效浮力，以达到定量调控分布的目的。本实施例中激光熔覆基材为316奥氏体不锈钢，机械加工成100×10×10mm的金属试样，表面经除油、除锈、打磨处理后，再用丙酮清洗。所述基体在激光熔覆以前与可提供直流电流的外接电源连接以待连通，所述直流电流为稳态直流电流，外接电源为低压大额定电流蓄电池(电池规格为：6V，600Ah)。

[0054] 将镍基合金粉末放于干燥箱内，设置温度100℃，干燥时间60min。待粉末冷却后，将其放入送粉器中，合金粉末化学成分(质量分数，％)为：Ni 52.5％，Cr 15％，C 0.1％，Si 0.3％，Mn 0.3％，S 0.01％，P 0.01％，Al 0.4％，Ti 1.5％，Mo 3％，Nb 5％，Fe 21.88％。
粉末粒径为50～75μm，球形度0.8～0.9。开启激光发生器(功率为1400W)、气体保护装置(氩气流量为10L/h，水分含量2％)和送粉器(送粉量为10g/min)，用7mm/s的扫描速度按照预设熔覆轨迹进行熔覆。同时，在基体中通入106A/m2的电流密度，基体两侧磁场强度为2T，磁场强度下降的梯度为0.01T/mm，在熔覆熔池区域形成垂直熔覆熔池表面向外的梯度洛伦兹力，其下降梯度值从熔池表面至底部105N/m4。由于洛伦兹力的影响，气泡受到额外向下的力，抑制气泡向上排出，最终大部分气孔集中分布在熔覆涂层的底部，如图6所示，图中气孔孔径范围为10～120μm，所述熔覆层气孔的总体积为熔覆层总体积的约为8％。

[0055] 实施例6

[0056] 参照图7熔覆层纵截面气孔分布图。该例仅将实施例5中磁场强度下降的梯度为0.06T/mm，其他激光工艺参数、粉末参数、保护气、电流大小以及磁场大小与实施例5保持一致，得到如图7所示的气孔分布图。从图中可以气孔孔径范围为10～120μm，较图6气孔数量有所减少，总体积占熔覆层总体积的约为6％。

[0057] 实施例7

[0058] 参照图8。该例仅将实施例5中的洛伦兹力方向变为垂直熔池表面向内，其他激光工艺参数、粉末参数、保护气、电流大小以及磁场大小与实施例5保持一致，得到如图8所示的气孔分布图。从图中可以发现气孔数量较图2、6和7明显减少，得到致密的熔覆层,总体积占熔覆层总体积的约为0。

[0059] 实施例8

[0060] 参照图9。本实施例在实施例5基础上，在基体中施加电流密度大小为105A/m2，磁场强度0.4T，磁场强度下降的梯度为0.01T/mm形成洛伦兹力的方向垂直熔池液面向里，其下降梯度值从熔池表面至底部为400N/mm4。激光熔覆基材为316奥氏体不锈钢，机械加工成100×10×10mm的金属试样，表面经除油、除锈、打磨处理至Ra1.6，再用乙醇清洗。将镍基合金粉末放于干燥箱内，设置温度100℃，干燥时间60min。待粉末冷却后，将其放入送粉器中，合金粉末化学成分(质量分数，％)为：Ni 52.5％，Cr 15％，C 0.1％，Si 0.3％，Mn 0.3％，S 
0.01％，P 0.01％，Al 0.4％，Ti 1.5％，Mo 3％，Nb 5％，Fe 21.88％，与实施例1保持一致。
开启激光发生器(功率为1400W)、气体保护装置(氩气流量为10L/h，水分含量2％)和送粉器(送粉量为10g/min)，用10mm/s的扫描速度按照预设熔覆轨迹进行熔覆，得到如图9所示的气孔均匀分布图,气孔直径10～100μm，气孔总体积占熔覆层总体积约6％。