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详细的激光熔覆技术及其在模具修复中的应用

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-08-06 0:17:12 * 浏览: 65
激光熔覆技术是20世纪70年代随着高功率激光器的发展而出现的一种新型表面改性技术。激光表面沉积技术是在激光束的作用下快速加热和熔化合金粉末或陶瓷粉末和基板表面。在移除光束之后,自激冷却形成具有非常低的稀释率的表面涂层并且与基质材料冶金结合。一种表面强化方法,其显着改善了基材的表面耐磨性,耐腐蚀性,耐热性,抗氧化性和电性能。例如,在60钢的碳钢激光熔覆之后,硬度高达2200HV或更高,并且耐磨性是基础60钢的约20倍。在Q235钢表面激光熔覆CCrSiB合金后,比较了火焰喷涂的耐磨性和耐腐蚀性。发现前者的耐腐蚀性显着高于后者。激光熔覆技术是一种新的经济技术,可以在廉价的金属基板上生产高性能合金表面,而不会影响基板的性能,降低成本并节省宝贵的稀有金属材料。大多数先进工业国家都非常重视激光熔覆技术的研究和应用。用于激光熔覆的激光器主要包括CO2激光器和固态激光器(主要包括盘式激光器,光纤激光器和二极管激光器)。由于低光电转换效率和繁琐的维护,老式灯泵浦激光器逐渐退出市场。对于连续CO2激光熔覆,国内外学者做了大量研究。高功率固态激光器的发展很快,主要用于有色金属合金的表面改性。根据文献报道,铝合金的激光熔覆是通过CO2激光进行的,铝合金基体在CO2激光照射条件下容易变形甚至坍塌。固态激光器,尤其是盘式激光器,其输出波长为1.06μ,m,比CO2激光波长小一个数量级,使它们更适合这种金属的激光熔覆。根据不同的送粉过程,激光熔覆可分为两类:粉末预设法和同步送粉法。这两种方法具有相似的效果。同步送粉方式自动控制方便,激光能量吸收率高,无内孔,特别是包层金属陶瓷,可显着提高包层的抗裂性,使硬质陶瓷相具有均匀分布的优点。包层。 1.激光熔覆的特点(1)快速冷却速度(高达106K / s),属于快速凝固过程,易于获得平衡状态无法获得的细晶结构或新相,如不稳定相和非晶态。 (2)涂层具有低稀释率(通常小于5%),其通过强烈的冶金结合或界面扩散与基质结合。通过调整激光工艺参数,可以获得具有低稀释率的良好涂层,并且涂覆涂层。组成和稀释是可控的,(3)热输入和变形小,特别是当使用高功率密度快速熔覆时,变形可以降低到零件的装配公差,(4)几乎没有限制。粉末选择,特别是高熔点合金沉积在低熔点金属表面,(5)熔覆层厚度大,单程送粉厚度为0.2-2.0 mm,(6) )可选择性焊接,材料消耗小,性价比优异,(7)光束瞄准可焊接难以到达的区域,(8)工艺易于自动化,非常适合磨削常用耗材修复。激光熔覆和激光合金化类似于激光熔覆和激光合金化,这是由高能量密度激光束产生的快速熔合过程。它们形成在基底的表面上并彼此熔合并具有完全不同的组成。合金涂层有财产。这个过程类似,但存在本质区别。主要区别如下:(1)激光熔覆过程中的涂层材料完全熔化,基体熔化层极薄,因此熔覆层的成分受到的影响最小。激光合金化是将合金元素添加到基板表面,以形成基于基板的新合金层。 (2)激光熔覆基本上不熔化作为溶剂的基板表面层的金属,而是将单独设置的合金粉末熔化成为包层的主题合金,并且基质合金也熔化并形成薄层。冶金组合。用于制备新材料的激光熔覆技术是在极端条件下修复和再制造故障部件以及直接制造金属部件的重要基础。它受到全世界科学界和企业的高度重视。