缸套內控——激光熔覆316L視頻

   激光熔覆技術是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面上放置選擇的涂層材料,經激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化,并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結合的表面涂層,從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、 抗氧化及電器特性等的工藝方法。

   激光熔覆技術是一種經濟效益很高的新技術,它可以在廉價金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質,降低成本,節約貴重稀有金屬材料。


   應用于激光熔覆的激光器主要有CO2激光器和固體激光器,主要包括碟片激光器,光纖激光器和二極管激光器。


激光熔覆技術的工藝特點

        激光熔覆按送粉工藝的不同可分為兩類:粉末預置法和同步送粉法。兩種方法效果相似,同步送粉法具有易實現自動化控制,激光能量吸收率高,無內部氣孔,尤其熔覆金屬陶瓷,可以顯著提高熔覆層的抗開裂性能,使硬質陶瓷相可以在熔覆層內均勻分布等優點。

一、激光熔覆具有以下特點:

1)冷卻速度快(高達106K/s),屬于快速凝固過程,容易得到細晶組織或產生平衡態所無法得到的新相,如非穩相、非晶態等。

2)涂層稀釋率低(一般小于5%),與基體呈牢固的冶金結合或界面擴散結合,通過對激光工藝參數的調整,可以獲得低稀釋率的良好涂層,并且涂層成分和稀釋度可控;

3)熱輸入和畸變較小,尤其是采用高功率密度快速熔覆時,變形可降低到零件的裝配公差內。

4)粉末選擇幾乎沒有任何限制,特別是在低熔點金屬表面熔敷高熔點合金;(5)熔覆層的厚度范圍大,單道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm,

6)能進行選區熔敷,材料消耗少,具有卓越的性能價格比;

7)光束瞄準可以使難以接近的區域熔敷;

8)工藝過程易于實現自動化。

很適合油田常見易損件的磨損修復。

二、激光熔覆與激光合金化的異同

  激光熔覆與激光合金化都是利用高能密度的激光束所產生的快速熔凝過程,在基材表面形成于基體相互融合的、具有完全不同成分與性能的合金覆層。兩者工藝過程相似,但卻有本質上的區別,主要區別如下:

1)激光熔覆過程中的覆層材料完全融化,而基體熔化層極薄,因而對熔覆層的成分影響極小,而激光合金化則是在基材的表面熔融復層內加入合金元素,目的是形成以基材為基的新的合金層。

2)激光熔覆實質上不是把基體表面層熔融金屬作為溶劑,而是將另行配置的合金粉末融化,使其成為熔覆層的主體合金,同時基體合金也有一薄層融化,與之形成冶金結合。激光熔覆技術制備新材料是極端條件下失效零部件的修復與再制造、金屬零部件直接制造的重要基礎,收到世界各國科學界和企業的高度重視。


        研究工作的重點是熔覆設備的研制與開發、熔池動力學、合金成分的設計、裂紋的形成、擴展和控制方法、以及熔覆層與基體之間的結合力等。

激光熔敷技術進一步應用面臨的主要問題是:

①激光熔覆技術在國內尚未完全實現產業化的主要原因是熔覆層質量的不穩定性。激光熔覆過程中,加熱和冷卻的速度極快,最高速度可達1012℃/s.由于熔覆層和基體材料的溫度梯度和熱膨脹系數的差異,可能在熔覆層中產生多種缺陷,主要包括氣孔、裂紋、變形和表面不平度.

②光熔敷過程的檢測和實施自動化控制。

③激光熔覆層的開裂敏感性,仍然是困擾國內外研究者的一個難題,也是工程應用及產業化的障礙,雖然已經對裂紋的形成擴進行了研究,但控制方法方面還不成熟。

激光熔覆技術的應用

      激光熔覆加工技術的適用范圍和應用領域非常廣泛,幾乎可以覆蓋整個機械制造業。

      目前已成功開展了在不銹鋼、模具鋼、可鍛鑄鐵、灰口鑄鐵、銅合金、鈦合金、鋁合金及特殊合金表面鈷基、鎳基、鐵基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。

      激光熔覆鐵基合金粉末適用于要求局部耐磨而且容易變形的零件。鎳基合金粉末適用于要求局部耐磨、耐熱腐蝕及抗熱疲勞的構件。鈷基合金粉末適用于要求耐磨、耐蝕及抗熱疲勞的零件。陶瓷涂層在高溫下有較高的強度,熱穩定性好,化學穩定性高,適用于要求耐磨、耐蝕、耐高溫和抗氧化性的零件。



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