对于曲轴的修复,若采用等离子喷涂修复,涂层和基体的结合强度不够,回装后,可能影响设备的安全运行。而采用表面堆焊的方法修复,很难保证修复层的耐磨性和基体不产生裂纹。鉴于这些情况,激光熔覆技术成为修复方案的首要选择。
激光熔覆技术对制造技术要求高、生产周期长,价格昂贵的设备零件进行修复具有广泛的需求。激光熔覆的作用不仅仅是提高材料表面层的性能,而且可因涂层材料的不同实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能,并降低制造成本、能耗、节约战略金属元素,属于绿色再制造工程。从长远的角度看,曲轴激光熔覆技术,激光熔覆技术以其的优势必将在精密修复中扮演重要的角色。
当今国内外对激光熔覆的研究大致从以下几个角度出发:一是激光熔覆的机理研究;二是激光熔覆工艺及其组织性能的研究;三是激光熔覆的应用研究。现对激光熔覆的各方面研究发展状况作以介绍,并指出其存在的主要问题及其今后的发展方向。
激光熔覆工艺及其组织性能的研究
激光熔覆工艺方法有两种类型:
1.一步法(同步法)该方法为在激光束辐照工件的同时向激光作用区送熔覆材料的工艺,它又有两种方法。
①同步送粉法:使用喷射送粉装置将单种或混合粉末送入熔池,控制粉末送入量和激光扫描速度即可调整熔覆层的厚度。由于松散的粉末对激光的吸收率大,热效率较高,可获得比其他方法更厚的熔覆层,容易实现自动化。国外实际生产中采用较多。
②同步送丝法:此法工艺原理虽与同步送粉法相同,但熔覆材料是预先加工成丝材或使用填充丝材。此法便利且不浪费材料,更易保证熔覆层的成分均匀性,巴中曲轴激光熔覆,尤其是当熔覆层是复合材料时,不会因粉末比重或粒度大小的不同而影响覆层质量,曲轴激光熔覆生产厂家,且通过对丝材进行预热的精细处理可提高熔覆速率;但是丝材表面光滑,对激光的反射较强,激光利用率相时较低。此外,线材制造过程较复杂,且品种规格少。
2.二步法(预置法)该法是在激光熔覆处理前,大型曲轴激光熔覆,先将熔覆材料置于工作表面,然后采用激光将其熔化,冷凝后形成熔覆层。预置熔覆材料的方式包括:
①预置涂覆层:通常是应用手工涂敷,为经济、方便,它是用粘结剂将熔覆用粉末调成糊状置于工件表面,干燥后再进行激光熔覆处理。此法生产效率低,熔覆厚度不一致,不宜用于大批量生产。
②预置片:将熔覆材料的粉末加入少量粘结剂模压成片,置于工件需熔覆部位,再进行激光处理。此法粉末利用率高,且质量稳定,适宜于一些深孔零件,如小口径阀体,采用此法处理能获得高质量涂层。
当今国内外对激光熔覆的研究大致从以下几个角度出发:一是激光熔覆的机理研究;二是激光熔覆工艺及其组织性能的研究;三是激光熔覆的应用研究。现对激光熔覆的各方面研究发展状况作以介绍,并指出其存在的主要问题及其今后的发展方向。
一、激光熔覆的机理研究
激光熔覆是一个动态熔化过程,熔池尺寸小,不仅存在着传热现象,而且也存在着对流、质量传递等,它们直接影响熔池的宏观形貌、偏析、组织和成分的均匀性及其他物理冶金性能,因此研究激光熔覆加热理论,搞清激光熔覆过程中的热传导、对流及质量传递等问题,对于弄清激光熔覆理论具有重要意义。
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