本发明涉及激光增材制造领域，具体地涉及激光熔覆过程中提高盾构机刀具的耐磨损性能。
背景技术：
1、盾构机刀圈是盾构机设备的关键部件，刀圈的质量直接决定着盾构机的掘进速度和掘进质量。刀圈的种类很多，根据不同的功用，大致分为滚刀、切刀、刮刀等。起主要作用的是滚刀，因为使用滚刀的时间最长，滚刀直接与坚硬的岩石接触，不断地摩擦、打掉岩石颗粒，以实现盾构机的掘进。刀圈磨损失效一般是由与岩石直接接触的刀圈外部结构受磨损导致的，而刀圈的主体结构性能良好，因此，采用再制造技术对失效刀圈进行修复可以极大地节约成本及资源。
2、激光熔覆(laser cladding，lc)是一种先进的表面改性技术，它的热源是由激光给出，把填充材料(粉末、板材或丝材)与盾构刀圈基体表面一起熔融凝固，实现基体与涂层的良好冶金结合，实现再制造，从而改变基体材料的表面性能，包括改变硬度、耐腐蚀、耐磨性能等。
技术实现思路
1、本发明公开了一种利用激光熔覆技术增强盾构机刀具耐磨性能的方法。本发明目的是提供一种在lc增材制造过程中，使用摆动激光和max相颗粒ti2alc、稀土元素ce综合提升盾构机刀具耐磨损性能的方法。
2、为实现本发明目的采用如下技术方案：
3、一种利用激光熔覆技术增强盾构机刀具耐磨性能的方法，其特征在于：
4、采用激光熔覆装置：包括计算机、激光系统、扫描振镜、同轴送粉器、保护气瓶和基板；其中，计算机用来构建熔覆路径、调整摆动激光的模式和参数；扫描振镜用于实现不同模式下激光束的摆动；同轴送粉器用于输送混合粉末，保护气瓶对加工过程中进行保护气体注入；计算机、激光系统、扫描振镜、同轴送粉器设置于基板上，刀具通过夹具固定于基板；
5、熔覆材料是：盾构机刀具基材粉末、max相颗粒ti2alc粉末、稀土元素ceo2粉末的混合粉料，其中：基材粉末:max相颗粒ti2alc粉末:稀土元素ceo2粉末质量比例＝87:10:3；
6、熔覆步骤如下：
7、(1)将盾构机基材粉末、max相颗粒ti2alc粉末、稀土元素ceo2粉末三者按确定比例混合，经球磨机球磨，将基材粉末、max相颗粒ti2alc和稀土元素ceo2充分混合均匀；
8、(2)在计算机上设置熔覆路径，包括扫描轨迹、扫描间距、摆动激光模式设置；然后将其导入连续激光控制装置；
9、(3)打开保护气瓶送气；将球磨后混合粉末装入同轴送粉器中，调整送粉量；
10、(4)开启激光器对粉末进行扫描，经激光熔覆形成沉积层；
11、(5)熔覆结束，关闭激光，关闭阀门，取出构件，吸尘，完成熔覆。
12、本发明所述摆动激光的扫描熔覆路径包括直线形、圆形、8字形。
13、本发明针对现有的盾构机刀圈材料不耐磨的特点，使用摆动激光和纳米颗粒加稀土元素协同强化的方法来提高刀圈的耐磨损性能。
14、摆动激光的路径包括直线形、圆形、8字形。激光摆动行为可实现以下优化效果：一是可以增大热源的作用面积，使熔覆层成形优异美观且提高激光熔覆的间隙适应性。二是可增大熔池的搅拌作用，使max相颗粒和稀土元素在熔池中的分布更加均匀，抑制气孔和裂纹等缺陷的产生。三是可促进熔池内部的非自发形核，细化晶粒。
15、max相颗粒和稀土元素具有协同强化作用。max相颗粒ti2alc的加入，一方面可以聚集在晶界上，从而起到“钉扎作用”，限制晶粒的生长，另一方面，ti2alc作为一种层状结构的max相材料可以降低涂层的摩擦系数，并且其原位分解形成的tic硬质相可以提升涂层的硬度，而稀土元素ce一方面可以细化晶粒，另一方面可以作为形核的质点从而促进晶体的形核来实现晶粒的细化，从而大大提升涂层的耐磨损性能。目前单一的添加纳米颗粒容易存在纳米颗粒在熔池中分布不均，大量在晶界上聚集，从而降低涂层韧性，而单一的添加稀土元素，也同样存在稀土元素分布不均以及晶粒细化不明显的现象。
16、本发明通过摆动激光搅拌熔池，促进max相颗粒和稀土元素在熔池中的均匀分布，同时max相颗粒在晶界上聚集从外而内限制晶粒的生长，稀土元素作为容易形核的质点，从内而外细化晶粒，在摆动激光和max相颗粒以及稀土元素的综合作用下大大提升涂层的耐磨损性能。
1.一种利用激光熔覆技术增强盾构机刀具耐磨性能的方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的利用激光熔覆技术增强盾构机刀具耐磨性能的方法，其特征在于：所述摆动激光的扫描熔覆路径包括直线形、圆形、8字形。
