激光熔覆技术及其在模具修复中的应用的详细说明

激光熔覆技术是一种新的表面改性技术，在1970年代随着大功率激光器的发展而出现。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，自激冷却会形成稀释率非常低的表面涂层，并与基底材料形成冶金结合，从而显着提高表面耐磨性，耐腐蚀性，耐热性，抗氧化性和电气特性基材表面的厚度。例如，在60钢为碳钨激光熔覆后，硬度大于2200HV，耐磨性约为基础60钢的20倍。在Q235钢表面进行激光熔覆CoCrSiB合金后，将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了比较，发现前者的耐蚀性明显高于后者。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，而不会影响基材的性能，降低成本，并节省稀有和稀有金属材料。因此，世界上先进的工业国家都非常重视激光熔覆技术的研究与应用。用于激光熔覆的激光器主要包括CO2激光器和固态激光器（主要包括圆盘激光器，光纤激光器和二极管激光器）。由于诸如光电转换效率低和维护麻烦等问题，老式的灯泵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。大功率固态激光器的发展迅速，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激光辐照条件下容易变形甚至塌陷。固态激光器，特别是盘形激光器的输出波长为1.06μm，比CO2激光器的波长低一个数量级，因此它更适合于这种金属的激光熔覆。激光熔覆根据送粉工艺的不同可分为两种：预粉方式和同步送粉方式。两种方法的效果相似。同步送粉方式自动控制容易，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。覆层。 1.激光熔覆的特点（1）冷却速度快（高达106K / s），属于快速凝固过程，容易获得细晶结构或新相而无法获得处于平衡状态，例如不稳定相和非晶态。 t（2）涂层的稀释率低（一般小于5％），与底材具有很强的冶金结合或界面扩散结合。通过调节激光工艺参数，可以得到良好的低稀释率的涂层，并且可以控制涂层的组成和稀释度，（3）热量输入和变形小，特别是在使用高功率密度快速熔覆时， （4）粉末的选择几乎没有限制，特别是在低熔点金属的表面沉积高熔点合金，（5）包层的厚度层大，单道送粉涂层一次厚度为0.2-2.0mm，（6）可选择局部焊接，材料消耗少，性价比高，（7）光束瞄准8（8）该过程易于自动化，适用于常见易损件的磨损修复。 2.激光熔覆与激光合金化的异同激光熔覆与激光合金化是高能量密度激光产生的快速融合过程。丝束，形成在基材表面并与基体融合，具有完全不同的成分合金涂层具有性能。两者的技术过程相似，但存在本质区别。主要区别如下：（1）激光熔覆过程中的熔覆材料完全熔化，且基板熔化层非常薄，因此对熔覆层的组成影响很小。但是，要添加激光合金化将元素合金化到基材表面上的熔融涂层，目的是在基材上形成新的合金层。 （2）激光熔覆本质上不是使用基板表面的熔融金属作为溶剂，而是使分开排列的合金粉末熔融而成为熔覆层的对象合金。同时，基底合金还具有薄层以熔化并与之形成冶金结合。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。它被全世界的科学界和公司高度评价。