激光熔覆也叫激光包覆或激光熔敷,采用高能量激光作為熱源,金屬合金粉末作為焊材,通過激光與合金粉末(或絲材)同步作用于金屬表面快速熔化形成熔池,再快速凝固形成致密、均勻并且厚度可控的冶金結合層。
激光熔覆技術原理圖
一、激光熔覆技術特點
與許多傳統(tǒng)表面處理技術相比,激光熔覆技術具有以下顯著優(yōu)勢與特點:
1.高冶金結合強度。激光熔覆利用高能激光束的集中能量,瞬間微熔工件表面,同時完全熔化預設在工件表面或與激光束同步自動輸送的合金粉末。激光束掃描后,襯底通過自冷卻快速凝固,得到與襯底冶金結合的致密涂層合金層。
2.可選硬度和厚度。激光熔覆后,熔覆層的硬度可選擇在HRC20-62之間,熔覆厚度可根據(jù)需要調整。
3.耐磨性和耐腐蝕性。激光熔覆可以在普通碳鋼工件表面形成耐蝕性、耐磨性、優(yōu)異的合金層,從而延長工件的使用壽命。
4.降低成本和能耗。激光熔覆通過在基體表面形成具有不同冶金結合的、合金成分和性能的合金涂層,可以在低成本基體上制作高性能的合金功能層,從而節(jié)約材料成本。
5.包層質量高。變形小,機械重復性好,界面組織致密,晶粒細小,無孔洞、裂紋等缺陷。
二、 激光熔覆機的主要特點:
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(tài)所無法得到的新相,如非穩(wěn)相、非晶態(tài)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,激光熔覆機通過對激光工藝參數(shù)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.激光熔覆機熱輸入和畸變較小,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.激光熔覆機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(qū)熔敷,材料消耗少,具有的性能價格比;
7.光束瞄準可以使難以接近的區(qū)域熔敷;
8.激光熔覆機工藝過程易于實現(xiàn)自動化。