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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: 2020-03-06 18:33:23 * 浏览: 0
laser激光熔覆技术是一种新的表面改性技术,随着大功率激光器的发展在1970年代出现。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以及基材表面。移走光束后,通过自激冷却,形成稀释率极低的表面涂层,并与基体形成冶金结合。表面强化方法可显着提高耐磨性,耐腐蚀性,耐热性,抗氧化性和电气性能。基材表面的特性。例如,由60钢制成的碳钢钨熔覆层的硬度大于2200 HV,其耐磨性约为基础60钢的20倍。将CoCrSiB合金在Q235钢表面进行激光熔覆后,将耐磨性与火焰喷涂涂层的耐蚀性进行了比较,发现前者明显高于后者。激光熔覆技术是一种具有较高经济效益的新技术。它可以在廉价的金属基材上制备高性能合金表面,而不会影响基体的性能,从而降低成本并节省贵重金属材料。因此,世界上激光熔覆技术的研究与应用受到了先进工业国家的高度重视。激光熔覆所使用的激光器主要是CO2激光器和固态激光器(主要包括圆盘激光器,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工作,较早的灯泵浦激光器已逐渐淡出市场。对于连续的CO2激光熔覆,国内外学者进行了大量研究。高功率固态激光器的发展正在迅速发展,并且主要用于有色合金的表面改性。根据文献报道,使用CO 2激光进行铝合金激光熔覆时,铝合金基板在CO 2激光照射的条件下容易变形甚至塌陷。固态激光器,特别是圆盘激光器,其输出波长为1.06μm,比CO2激光器的波长小一个数量级,因此更适合于此类金属的激光熔覆。 feeding激光熔覆根据送粉工艺可分为两类:预粉方式和同步送粉方式。两种方法具有相似的效果。同步供粉方式易于自动控制,激光能量吸收率高,无内部气孔。尤其是包层金属陶瓷可以显着提高包层的抗裂性,并使硬质陶瓷相均匀地分布在包层中。 1.激光熔覆的特点(1)冷却速度快(高达106K / s),这是一个快速的凝固过程,并且容易获得细相或平衡状态下无法获得的新相,例如不稳定的相和非晶相。等等,(2)涂层的稀释率很低(通常小于5%),并且与底材具有很强的冶金或界面扩散键合。通过调节激光工艺参数,可以获得具有低稀释率的良好涂层。可控的成分和稀释度;(3)更少的热量输入和变形,特别是在使用高功率密度快速熔覆时,可以减少变形以降低零件的装配公差;(4)粉末的选择几乎没有限制,尤其是高熔点合金沉积在低熔点金属的表面上,(5)覆层的厚度大,单道粉末涂料的厚度为0.2-2.0mm,(6)可以进行选择性沉积,厚度较小材料消耗。优异的性价比,光束(7)光束瞄准可以使难以到达的区域焊接起来,(8)工艺易于自动化,适用于普通易损件的磨削。 2.激光熔覆和激光合金化之间的异同激光熔覆和激光合金化均使用高能量密度激光束产生的快速熔化过程。它们形成在基材的表面上,并以完全不同的成分彼此融合。具有特性的合金涂层。 two流程相似,但是存在根本差异。主要区别如下:(1)在激光熔覆过程中,熔覆材料完全熔化,基板熔体层极薄,因此对熔覆层组成的影响极小。 ,激光合金化是在基材表面添加合金元素并熔化双层,目的是在基材的基础上形成新的合金层。 (2)激光熔覆基本上不使用基板表面的熔融金属作为溶剂,而是熔化分开布置的合金粉末使其成为熔覆层的目标合金。同时,基底合金还具有熔化并与之形成的薄层。冶金结合。用于制备新材料的激光熔覆技术是在极端条件下维修和再制造故障零件以及直接制造金属零件的重要基础。它已被全世界的科学界和企业高度评价。