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激光熔覆技術(shù)是采用高能激光束將金屬-陶瓷復(fù)合粉末熔于基材表面,獲得金屬陶瓷復(fù)合層的工藝。其工藝方法有兩種:預(yù)置涂層法和同步送粉法。預(yù)置涂層法是先將粉末與粘接劑混合后涂于基體表面,干燥后進(jìn)行激光加熱。同步送粉法是在激光照射到基體的同時側(cè)向送粉,粉末熔化而基體微熔,冷卻后得到熔覆層。二者方法不同但效果相近,即熔覆層通常與施加的合金粉末的化學(xué)成分相近,熔覆層與基體之間為冶金結(jié)合,只有在界面結(jié)合層的較窄范圍內(nèi),施加合金粉末才受到基體的稀釋。
激光熔覆是一個復(fù)雜的工藝過程,工藝參數(shù)較多,可分成4類:1.激光系統(tǒng)本身,如光束模式、功率穩(wěn)定性等;2.基體,如基體材質(zhì)、表面狀態(tài)等;3.涂層材料的特性及涂置工藝;4.處理?xiàng)l件,包括光束大小與形狀、功率大小及掃描速度等。對于鋁合金的激光熔覆,根據(jù)覆層種類和厚度,正確選擇激光參數(shù)很重要。如果能量輸入不足,不僅得不到熔化良好、凝固致密的覆層,更得不到良好的冶金結(jié)合層。如果輸入的能量密度過大,覆層又會因鋁合金基材過多熔化稀釋,使性能顯著惡化,而且還增多了涂層的氣孔等缺陷。
激光熔覆金屬表面陶瓷層的優(yōu)點(diǎn)是:可以使陶瓷涂層和金屬基體達(dá)到冶金結(jié)合,提高了陶瓷層和基體的結(jié)合強(qiáng)度;消除了陶瓷層中大部分孔洞和裂紋,提高了陶瓷層的致密度;釉化了陶瓷表面,大大提高了表面硬度,改善了材料的耐磨性能。不足之處是界面的稀釋度較大;界面上易形成脆性相和裂紋;在實(shí)際應(yīng)用中涂層的尺寸精度、對基體復(fù)雜形狀的容許度、表面粗糙度等問題未能很好地解決。
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