激光熔覆技术研究进展讲解

激光熔覆技术研究进展讲解月跟着大功率激光器的进展而流行的一种新的表面改性技术,是指激光表面熔敷技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面快速加热并溶化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,与基体资料呈冶金联合的表面涂层,从而明显改进基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特征等的一种表面增加方法[1~3]。

如对60#钢进行碳钨激光熔覆后,硬度最高达2200以上,耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。

在235钢表面激光熔覆合金后,将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了比较,发觉前者的耐蚀性明显高于后者[4]。

激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,降低成本,节省珍贵稀有金属资料,所以,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的讨论及应用都特殊重视[1-2、5-7]。

1激光熔覆技术的设备及工艺特色目前应用于激光熔覆的激光器主要有输出功率为1~10的2激光器和500左右的激光器。

对于连续2激光熔覆,国内外学者已做了大批讨论[1]。

最近几年来高功率激光器的研制进展快速,主要用于有色合金表面改性。

据文件报导,接受2激光进行铝合金激光熔覆,铝合金基体在2激光辐照条件下简洁变形,甚至塌陷[1]。

,较2激光波长小1个数目级,因此更合适此类金属的激光熔覆。

同步注粉式激光表面熔覆办理表示图[8]激光熔覆按送粉工艺的不一样可分为两类:粉末预置法和同步送粉法。

两种方法成效相像,同步送粉法拥有易实现自动化掌握,激光能量吸取率高,无内部气孔,特殊熔覆金属陶瓷,可以明显提升熔覆层的抗开裂性能,使硬质陶瓷相可以在熔覆层内平均分布等特长。

激光熔覆拥有以下特色[2、9]:1冷却速度快高达106,属于快速凝固过程,简洁猎取细晶组织或产生均衡态所没法猎取的新相,如非稳相、非晶态等。

2涂层稀释率低一般小于5%,与基体呈结实的冶金联合或界面集中联合,经过对激光工艺参数的调整,可以猎取低稀释率的优异涂层,并且涂层成分和稀释度可控;3热输入和畸变较小,特殊是接受高功率密度快速熔覆时,变形可降低到部件的装置公差内。

4粉末选择几乎没有任何限制,特殊是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;5熔覆层的厚度范围大,~,6能进行选区熔敷,资料耗费少,拥有优异的性能价格比;7光束瞄准可以使难以凑近的地域熔敷;8工艺过程易于实现自动化。

很合适油田常有易损件的磨损修复。

2激光熔覆技术的发显现状激光熔覆技术是—种涉及光、机、电、计算机、资料、物理、化学等多门学科的跨学科高新技术。

它由上个世纪60年月提出,并于1976年诞生了第一项论述高能激光熔覆的专利。

进入80年月,激光熔覆技术猎取了快速的进展,最近几年来联合技术流行的快速原型加工技术,为激光熔覆技术又添了新的活力。

目前已胜利绽开了在不锈钢、模具钢、可锻铸铁、灰口铸铁、铜合金、钛合金、铝合金及特殊合金表面钴基、镍基、铁基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。

激光熔覆铁基合金粉末合用于要求局部耐磨并且简洁变形的部件。

镍基合金粉末合用于要求局部耐磨、耐热腐化及抗热疲乏的构件。

钴基合金粉末合用于要求耐磨、耐蚀及抗热疲乏的部件。

陶瓷涂层在高温下有较高的强度,热稳固性好,化学稳固性高,合用于要求耐磨、耐蚀、耐高平和抗氧化性的部件。

在滑动磨损、冲击磨损和磨粒磨损严峻的条件下,纯的镍基、钴基和铁基合金粉末已经满意不了使用工况的要求,所以在合金表面激光熔覆金属陶瓷复合涂层已经成为国内外学者讨论的热门,目前已经进行了钢、钛合金及铝合金表面激光熔覆多种陶瓷或金属陶瓷涂层的讨论[1、10]。

3激光熔覆存在的问题谈论激光熔覆层质量的好坏,主要从两个方面来考虑。

一是宏观上,观看熔覆道外形、表面不平度、裂纹、气孔及稀释率等;二是微观上,观看能否形成优异的组织,能否供应所要求的性能。

其他,还应测定表面熔覆层化学元素的种类和分布,留意解析过渡层的状况能否为冶金联合,必需时要进行质量寿命检测。

目前讨论工作的要点是熔覆设备的研制与开发、熔池动力学、合金成分的设计、裂纹的形成、扩展和掌握方法、以及熔覆层与基体之间的结合力等。

目前激光熔敷技术进一步应用面对的主要问题是:①激光熔覆技术在国内还没有完整实现家产化的主要原由是熔覆层质量的不稳固性。

激光熔覆过程中,加热和冷却的速度极快,最高速度可达1012℃。

由于熔覆层和基体资料的温度梯度和热膨胀系数的差异,可能在熔覆层中产生多种缺点,主要包含气孔、裂纹、变形和表面不平度[1]。

②光熔敷过程的检测和实行自动化掌握。

③激光熔覆层的开裂敏感性,照旧是困扰国内外讨论者的一个难题,也是工程应用及家产化的阻碍[1、11]。

目前,当然已经对裂纹的形成扩进行了讨论,但掌握方法方面还不行熟。

4激光熔覆技术的应用和进展远景展望进入20世纪80年月以来,激光熔敷技术猎取了快速的进展,目前已成为国内外激光表面改性讨论的热门。

激光熔敷技术拥有很大的技术经济效益,广泛应用于机械制造与修理、汽车制造、纺织机械、航海[12]与航天和石油化工等领域。

目前激光熔覆技术已经获得必定的成就,正处于渐渐走向工业化应用的起步阶段。

今后的进展远景主要有以下几个方面:1激光熔覆的基础理论讨论。

2熔覆资料