鎂合金鑄件常存在氣孔、夾雜等缺陷,而這些缺陷通常是零件加工到要求的尺寸後才被發現,因此導致鎂合金鑄件成品率很低。在鎂合金缺陷的修複過程中,麵臨(lin) 以下幾方麵的問題:
(1) 粗晶問題:鎂的熔點低(651℃),但因為(wei) 鎂導熱快,所以必須采用較大功率的熱源,這使得鎂合金易產(chan) 生過熱和晶粒長大。
(2) 氧化和蒸發:鎂的活潑性極高,在高溫下易被氧化形成氧化鎂,其熔點高(2500℃),密度大(3.2g/cm3),在熔池中易形成細小片狀的固態夾渣。而且,鎂合金在沒有隔絕氧的情況下,還容易燃燒。在高溫下鎂還容易和空氣中的氮化合生成鎂的氮化物,使熔區性能在冷卻後變壞。鎂的沸點不高(1100℃),高溫下,鎂很容易蒸發。所以鎂合金在熔化時需要嚴(yan) 格加以保護。
(3) 熱應力:鎂及其合金熱膨脹係數較大,約為(wei) 鋼的2倍,鋁的1. 2倍,所以,易引起較大的熱應力,加劇裂紋的產(chan) 生和引起工件變形。
(4) 裂紋:鎂容易與(yu) 一些合金元素(如Cu、Al、Ni等)形成低熔點共晶,所以脆性溫度區間較寬,易形成熱裂紋。
(5) 氣孔:容易產(chan) 生氫氣孔,氫在鎂中的溶解度隨溫度的降低而急劇減少,當氫的來源較多時,出現氣孔的傾(qing) 向是較大的。
(6) 熱源的控製:采用的熱源必須有足夠的能率,否則在加熱時,熱量會(hui) 迅速向基體(ti) 傳(chuan) 導,輕則熔化層過深,重則整個(ge) 基體(ti) 熔化。
這使得鎂合金的修複較之普通材料實現起來更為(wei) 困難。
本公司采用波長為(wei) 1.06μm的YAG激光,在專(zhuan) 用氣簾的保護下,有效避免了激光加工過程中,鎂合金的氧化,成功實現了鎂合金的激光修複。下圖分別為(wei) 單道和多道激光修複的形貌照片。從(cong) 橫斷麵分析來看,與(yu) 修複層無氣孔和裂紋、與(yu) 基材呈良好的冶金結合,且對基材的熱影響極小。
應用領域:鎂合金鑄件缺陷的修複,如筆記本外殼、鎂合金儀(yi) 表盤、鎂合金汽車零部件等。
(信息來源:武漢華工激光工程有限責任公司)
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