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解決方案

金屬激光切割設備激光表麵合金與熔覆工藝

來源:專(zhuan) 注光纖激光切割設備2019-06-25 我要評論(0 )   

激光表麵合金化可分為(wei) 脈衝(chong) 激光合金化和連續激光合金化。此外,按被滲透的合金元素的物質形態來分類,激光合金化哈可以分為(wei) 激光固

激光表麵合金化可分為(wei) 脈衝(chong) 激光合金化和連續激光合金化。此外,按被滲透的合金元素的物質形態來分類,激光合金化哈可以分為(wei) 激光固態合金化,激光液態合金化和激光氣態合金化。

激光合金化和激光熔覆的質量與(yu) 激光功率密度,作用時間(有掃描速度決(jue) 定),基質材料性能(包括化學成分,幾何尺寸,原始組織等)。引入材料(包括化學成分,粉末粒度,供給方式,供給量,熱物理性質等)以及光束處理方式等因素有關(guan) 。

激光合金化與(yu) 熔覆材料的供料方式在激光合金化與(yu) 熔覆工藝中,合金化與(yu) 熔覆的材料供給方式大體(ti) 上可分為(wei) 兩(liang) 類:一類是預沉積式,即合金化材料或熔覆材料在激光輻照前已沉積咋愛基體(ti) 材料的表麵上;另一類是同步沉積式,即在激光照射基體(ti) 表麵的同時,將合金化材料或被熔覆的材料引入熔池內(nei) 。

(1)預沉積式 當采用Q開關(guan) 脈衝(chong) 激光合金化時,其融化層極薄,隻能實現薄層表麵合金化。在這種情況下,隻有采用預沉積方式引入極薄的合金(小於(yu) 50mm),預沉積方式一般包括真空蒸鍍法,離子注入法或濺塗法。

要得到較厚的預沉積層可采用電鍍法,噴塗法或軋製法,也可采用人工或機械刷塗方式。理想的預沉積層要求圖層均勻,空隙率低,且與(yu) 基體(ti) 有良好的粘結性。電鍍法工藝簡單,但缺點是沉積層中有打理啊那個(ge) 的氫氣存在,這樣在融化的過程中,隨著加熱溫度的升高,氫氣有逸出熔池的趨勢。如果合金熔體(ti) 結晶凝固速度大於(yu) 氫氣逸出熔池表麵的速度,則在合金凝固後,氣內(nei) 部存在大量氣孔,這顯然是極為(wei) 不利的。

噴塗法主要由火焰噴塗,鄧麗(li) 之噴塗以及爆炸噴塗三種方式,這種方法的優(you) 點是沉積厚度易控製。主要缺點是受工件形狀限製,且成本較高。目前人工刷圖方法應用較為(wei) 廣泛。這種當方主要采用各種粘合劑,在常溫下機啊昂合金粉末調和在一起,然後以膏狀或糊狀刷塗在待塗金屬表麵。常用的粘合劑有清漆,矽酸鹽膠,含氧纖維素,酒精鬆香溶液,脂肪油,環氧樹脂,異丙基醇等。采用粘合劑法沉積合金粉末是zui經濟和方便的。但是,這種沉積層的導熱性不佳,需要消耗更多的激光能量,此外,所選用的粘合劑必須易揮發,不損壞合金層性能,並且不含水分,有利於(yu) 合金層的形成。在進行激光合金化或激光熔覆時,大多數粘合劑將燃燒或發生分解,並形成炭黑產(chan) 物。這可能導致預沉積區內(nei) 的合金粉末濺出和對輻射激光的周期性屏蔽,其結果是熔化層的深度不均勻,並且使合金元素的含量下降。

在研究對基體(ti) 表麵預塗合金粉末層的各種方法(滾軋,電解,等離子噴塗,機械塗刷等)時,發現合金粉末層與(yu) 基體(ti) 材料之間得到熱阻很大,這不利於(yu) 基體(ti) 表麵的熔化,同時會(hui) 造成合金元素的蒸發。

當合金粉末含有氧元素時,對激光塗覆的質量將產(chan) 生影響,如果合金粉末氧元素的含量較高,則可能形成平滑的塗覆表麵,而且激光處理速度快,其原因是含氧較高的合金粉末對激光的吸收率高,而且氧使熔池表麵張力下降。

(2)同步沉積法 同步沉積式是直接將粉末送入激光熔化區的方法,常以氣體(ti) 為(wei) 載體(ti) 。較常用的位氣相送粉法。氣相送粉法具有一係列優(you) 點,它大大降低合金化層或塗覆層的不均勻性及形成淚珠狀表麵特征的可能性。氣相送粉法減少了激光對基體(ti) 材料的熱作用。在氣相送粉法中,激光作用後的質量由下列特征指標確定:1.熔化深度以及寬度,以及他們(men) 的均勻性;2.混合係數,它是指在熔池對的截麵內(nei) ,基體(ti) 的熔化麵積和整個(ge) 熔化麵積之比;3.粉末利用率,它是形成合金熔化區或塗覆區的粉末消耗量與(yu) 粉末總供量之比。

2.合金粉末

激光合金化和熔覆一般均以合金粉末為(wei) 引入材料。激光合金化和熔覆的應用對粉末有以下基本要求:1.應具有所需要的使用性能,如耐磨,耐腐蝕耐高溫,抗氧化等特性;2.具有良好的固態流動性,粉末的流動性與(yu) 分離的形狀,粒狀,表麵形狀以及粉末的濕度等因素有關(guan) ;3.粉末材料的熱脹係數,導熱性應盡可能與(yu) 工件材料接近,以減小合金層的殘餘(yu) 應力。4.具有良好的濕潤性,濕潤性與(yu) 表麵張力有關(guan) ,表麵張力越小,濕潤度越小,液體(ti) 流動性越好。

常用於(yu) 激光合金化或溶度的粉末有:1.自熔化性合金粉末。目前國內(nei) 生產(chan) 的自熔性合金粉末可分為(wei) 鎳基,鈷基和鐵基三大類,還有WC型自熔性合金粉末,他是在上述三大類合金中加入一定量的高硬度WC製成的。2.複合粉末,複合粉末是一種新型的白麵強化工程材料。複合粉末主要有:硬質耐磨複合粉末。


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