产品知识

  • 2022-04-19

    超高速激光熔覆技术的优势

    目前,零件的耐蚀、耐磨涂层主要是通过硬铬的电镀、热喷涂、或其它堆焊技术来修复。激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低,与基体成冶金结合的表面涂层,显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法,从而达到表面改性或修复的目的,既满足了对材料表面特定性能的要求,又节约了大量的贵重元素。

    一、熔覆效率高 激光熔覆技术

    传统激光熔覆过程中熔覆线速度一般为1-20mm/s,熔覆效率一般为0.15㎡/h,而高速熔覆线速度可达300-1000mm/s,熔覆效率可达0.5-2㎡/h,效率比常规激光熔覆提高3-10倍。

    二、机成本低

    传统熔覆制备所得涂层后续机的步骤包括粗车及精磨两步,而高速熔覆所制备的涂层机加余量较少,表面光亮,只需进行精磨即可,这在程度上的节约了成本(材料费用、机加费用、时间成本)。

    三、涂层致密、平整

    高速熔覆单层厚度可达0.15mm,同时通过调整工艺参数涂层厚度在0.15-0.5mm(单层)可调。涂层厚度主要与熔覆速度及送粉量等工艺参数有关。

    四、热输入小

    高速熔覆对工件的热输入小,工件热变形小,可用于薄壁件、小型件。传统熔覆过程中,大部分激光能量集中作用在基材及已熔覆层上,此时由于热膨胀不匹配性等材料物理性能的作用,易在涂层内部造成应力集中,对于部分硬度较高的涂层,易在熔覆过程中发生开裂现象。而在超高速熔覆过程中,80%的激光能量作用于粉末中,故而基材的形变涂层内部残余应力较少涂层不易开裂。

    五、冶金结合

    超高速熔覆可实现基体与合金层冶金结合。通过拉断试验与600吨压机结果显示均无分层及剥落。

    六、稀释率低,变形小

    稀释率较大,基材中大量元素向上扩散,从而影响涂层整体性能(硬度、耐蚀性)的问题一直是激光熔覆的一大难点,例如45#钢表面制备高硬度涂层时,易出现涂层硬度降低的现象。而这些问题在高速熔覆中就会发生,这是因为高速熔覆的稀释率远远低于传统熔覆,大量的能量集中于粉末上,基材内部的元素没有足够的热驱动力向涂层内部扩散。

    七、材料适用范围广

    激光功率密度大,可熔覆高熔点粉末材料,也可实现铜、铝、钛等有色金属材料的表面强化。

    激光熔覆主要应用于对材料的表面改性(轧辊、齿轮)、对产品的表面修复(转子、齿轮)和原型制造三个方面。通过持续的技术优化,该技术可广泛应用于煤炭、冶金、海洋平台、造纸、民用家电、汽车、船舶、石油、航空航天行业。

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