激光直接烧结技术介绍 DMLS课件

1、激光直接烧结技术DMLSDirect Metal Laser Sintering What is DMLS?DMLS=Direct Metal Laser Sintering中文名称：金属直接表面烧结、激光熔覆性质：一种新的金属表面改性技术 原理：通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层 冶金结合（metallurgical bond）是指两件金属的界面间原子相互扩散而形成的结合。激光熔覆后未机加工表面 激光熔覆前待修复工件表面 激光熔覆后机加工处理后表面 激光熔覆修复中 激光熔覆后工件表面 激光熔覆前工件表面

2、 玻璃模具使用寿命为30万次/件 ，经过模具内腔表面熔敷处理后达到130万次/件 修复前与修复后的对比 激光熔覆工艺适用行业范围及产品用户涉及冶金、石化、船舶、电力、机械、液压、化工、模具等行业可对大型转动设备重要零部件如轴、叶片、轮盘、曲轴、泵轴、齿轴以及模具、阀门等进行腐蚀、冲蚀和磨损后的激光熔覆修复常用激光熔覆材料介绍 自熔性合金粉末： 自熔性合金粉末可分为镍基自熔合金、钴基自熔合金、铁基自熔合金，其主要特点是含有硼和硅，因而具有自我脱氧和造渣的性能，即所谓自熔性。 其中，以镍基材料应用最多，与钴基材料相比，其价格便宜 碳化物复合粉末： 碳化物复合粉末系由碳化物硬质相与金属或合金作为粘结

3、相所组成的粉末体系。这类粉末中的粘结相能在一定程度上使碳化物免受氧化和分解，特别是经预合金化的碳化物复合粉末，能获得具有硬质合金性能的涂层。自粘结复合粉末： 自粘结复合粉末是指在热喷涂过程中，由于粉末产生的放热反应能使涂层与基材表面形成良好结合的一类热喷涂材料，其最大的特点是具有工作粉和打底粉的双重功能。 氧化物陶瓷粉末： 氧化物陶瓷粉末具有优良的抗高温氧化能力，还有隔热、耐磨、耐蚀等性能，是一类重要的热喷涂材料，也是目前极受重视的激光熔覆材料。 激光熔覆材料牌号目前没有统一标准,都是各个厂家自己编定。 激光熔覆工艺激光熔覆按熔覆材料的供给方式可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆预置

4、式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。 同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。 预置式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理-预置熔覆材料-预热-激光熔化-后热处理。 同步式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理-送料激光熔化-后热处理 预置法是指将待熔覆的合金材料以一定的方法预先覆盖在材料的表面,然后采用激光束在覆盖层表面扫描,使整个合金覆盖层及一部分基材熔化,激光束离开后熔化的金属快速

5、凝固而在基材表面形成冶金结合的熔覆层。 粉末铺设有刮板式，电镀、火焰喷涂和等离子喷涂以及粘接剂法等。 电镀法的最大缺陷是预置层中含有氢，降低了涂层性能。 火焰和等离子喷涂的最大优点是预置厚度易控制,缺点是受工件形状 限制。 粘接剂法的不足之处在于:熔覆层稀释率较难控制,且高温下粘接剂的挥发易破坏熔覆层的组织和性能。同步法是指采用专门的送料系统在激光熔覆的过程中将合金材料直接送进激光作用区,在激光的作用下基材和合金材料同时熔化,然后冷却结晶形成合金熔覆层。 这种方法的优点是工艺过程简单,合金材料利用率高,可控性好,容易实现自动化。因此,同步法是激光技术的首选方法,国内外实际生产中采用较多。Wha

6、t should we need to do & how to do?激光器、熔敷材料都不在我们的研究范围对于这项技术的应用来讲，我们一般主要研究熔敷材料的铺设问题，即如何将金属粉末均匀有效的涂覆在工件的表面。 这个问题涉及到两个方面： 1.预置式：先将粉末铺在金属表面然后熔敷； 2.同步式：粉末在激光照射的同时以熔融状态焊接到金属表面。送粉器的功能是按照工艺要求向加工部位均匀、准确地输送粉末，因此送粉器的性能将直接影响着熔敷层的质量。不好的送粉性能可以导致熔敷层厚薄不均匀、结合强度不高等。 送粉器属于激光熔覆技术中的关键技术。 对于这个技术的研究，在目前国内外的实际应用中，有以下几种： 螺杆

7、式、 刮板式、 鼓轮式 流化式刮板式送粉器原理：机械力学组成：料斗、转盘、刮板和接粉斗动作：工作时粉末由料斗经漏粉孔流到转盘上，形成一个自然堆积角为的圆台，角的大小与合金粉末的材质、颗粒度和固态流动性有关。当转盘转动一周时，转盘上堆积一圈粉末，其横截面近似等腰梯形。在转盘上方固定一个与转盘表面紧密接触的刮板，当转盘转动时，刮板就会将粉末不断刮下流人接粉斗，在重力和压缩空气的共同作用下，通过输送管将粉末送出。当送粉器结构尺寸和粉末材料确定后，送粉量完全由粉盘的转速决定，那么便可通过控制粉盘的速度来达到在较宽范围内连续精确调节粉量。同时还可通过更换漏粉孔直径或调节孔端面与粉盘之间距，以改变送粉量和转速的关系使送粉量的调节范围更宽。 特点：应用非常广泛，简单易行。但要求金属粉末颗粒均匀，流动性较好。对于很细的陶瓷粉末不讨适用鼓轮式送粉器自重式鼓轮送粉器载气式鼓轮送粉器流化式送粉器原理：气动力学 组成：料斗、送粉轴和振子 动作：根据气动力学原理，依靠粉粒自重、料斗的振动和压缩空气使送粉轴周围的粉粒流化。送粉轴位于料斗的底部，中空的，且在送粉轴的圆周上有小孔。当载流气体从送粉轴中间通过时形成负压，通过送粉轴上的小孔将送粉轴周围流化过的粉粒吸入送粉轴，再在载流气体作用下，将粉束输送出去。有不同规格的送粉轴，用来适应不同粒度的粉末。特点