激光熔覆技術(shù)就是指在大功率、高能量激光作用下,將預(yù)設(shè)或同歩自動(dòng)送置合金或瓷器粉末與基體表面快速加溫并熔融,光束移走后自激制冷,產(chǎn)生稀釋率極低,與零件基體材料完全冶金融合的致密涂層;進(jìn)而明顯改進(jìn)基體表面耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化及電氣特點(diǎn)等特性的一種表面加強(qiáng)方式 ,是運(yùn)用更為普遍的激光表面改性技術(shù)。
一、分類
二、技術(shù)優(yōu)勢(shì)
(1)制冷速度快,歸屬于迅速凝固過(guò)程,容易獲得細(xì)晶機(jī)構(gòu)或造成平衡態(tài)沒(méi)法獲得的新相,如非穩(wěn)相、非晶態(tài)等;
(2)涂層稀釋率低,與基體呈堅(jiān)固的冶金融合或頁(yè)面擴(kuò)散融合;
(3)熱鍵入和崎變小,尤其是選用高功率迅速熔覆時(shí),形變可減少到零件的安裝公差內(nèi),適合加強(qiáng)或修補(bǔ)一些高精度零件或是對(duì)形變要求嚴(yán)苛的零件,如凸輪軸的凸輪型面;
(4)能開(kāi)展選區(qū)熔覆,材料耗費(fèi)少,具備卓越的性價(jià)比;
(5)粉末材料挑選基本上沒(méi)有限制,特別是在低溶點(diǎn)金屬表面熔覆高溶點(diǎn)合金;
(6)激光熔覆技術(shù)可控性好,便于完成自動(dòng)化控制,熔覆層薄厚能夠按需做到預(yù)訂的幾何規(guī)格要求,能夠?qū)缀螛幼訌?fù)雜的商品零部件開(kāi)展修補(bǔ),如齒輪的齒輪廊面等。
三、工藝參數(shù)
激光熔覆的工藝參數(shù)關(guān)鍵有激光功率、光斑直徑、掃描速率、離焦量、送粉速率和搭接率等。這種參數(shù)對(duì)熔覆層的稀釋率、裂紋、表面粗糙度及其熔覆層致密性等有關(guān)鍵影響。各參數(shù)中間相互影響,是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,需將激光熔覆工藝操縱在有效的范疇內(nèi),才可以保證熔覆層品質(zhì)優(yōu)質(zhì)。
激光功率和掃描速率尺寸對(duì)激光熔覆品質(zhì)有關(guān)鍵影響,激光功率過(guò)小,掃描速率過(guò)大時(shí),合金粉末在較小的激光熱鍵入下無(wú)法完全熔融,基體與熔覆層間冶金融合狀態(tài)較弱;激光功率過(guò)大,掃描速率過(guò)鐘頭,稀釋率提升,熔覆品質(zhì)下降,熔覆層易造成很大熱應(yīng)力,從而造成 裂紋萌發(fā)。
光斑尺寸做為激光熔覆的關(guān)鍵參數(shù),其選擇針對(duì)基體表面激光能量密度分布有關(guān)鍵影響,很大的光斑造成激光能量密度較差,基體與合金粉末難以達(dá)到優(yōu)良的熔覆實(shí)際效果;光斑較重會(huì)造成 能量密度過(guò)大,從而減少熔覆品質(zhì)。
送粉速度對(duì)熔覆層成型品質(zhì)有著至關(guān)重要的影響,送粉速度過(guò)小,使熔覆層出現(xiàn)不持續(xù)的狀況,另外,送粉量不夠,會(huì)造成 熔覆的總寬和薄厚較低;送粉速度過(guò)大,粉末熔融不充足,影響熔覆層品質(zhì),此外,熔覆層表面出現(xiàn)粘粉狀況,造成 熔覆層的表面不光滑。
搭接率是決策熔覆層品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵,適合的搭接規(guī)格會(huì)得到冶金融合優(yōu)良的熔覆層。搭接率過(guò)鐘頭,熔覆層會(huì)出現(xiàn)裂縫造成,搭接地區(qū)出現(xiàn)凹陷,表面高寬比不一致并且粗糙度很大的狀況;搭接率過(guò)大時(shí),搭接地區(qū)突顯,數(shù)次搭接缺點(diǎn)遺傳,會(huì)造成 熔覆成型不成功。