tc4钛合金表面激光熔覆c和bn原位生成复合涂层的研究

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分类号密级
U D C编号
硕士学位论文
TC4钛合金表面激光熔覆C与BN原位生成复合涂层研究
研究生姓名:蒋松林
指导教师姓名、职称:王新林教授
学科、专业名称:机械电子工程
研究方向:激光加工技术
2010年5月
南华大学学位论文原创性声明
本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南华大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。

与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

作者签名:
年月日南华大学学位论文版权使用授权书
本学位论文是本人在南华大学攻读(博/硕)士学位期间在导师指导下完成的学位论文。

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作者签名:导师签名:
年月日年月日
摘要
激光熔覆原位生成技术是通过在基体表面添加熔覆材料,利用高能密度激光束辐照加热,使熔覆材料与基材表层发生熔化,在熔池中熔覆材料元素与基体元素发生化学冶金反应,从而在基体表层形成冶金结合的熔覆层,达到改善基体表面性质为目的一门新型改性技术。

为了改善TC4钛合金耐磨性能差缺陷,本文采用激光熔覆原位生成技术,在TC4钛合金表面预涂覆高纯度C与BN粉末,原位生成Ti-C、TiN、TiB2、TiB和AlN等陶瓷增强相。

通过对不同工艺参数下熔覆层宏观、微观质量的对比分析,选出了最佳的激光熔覆工艺参数范围。

利用SEM、XRD和EDXs等测试手段对熔覆层的显微组织和相成份进行分析。

利用HXD-1000B型显微维氏硬度计测试了熔覆层的硬度。

实验结果表明,激光熔覆层的宏观、微观质量与激光熔覆工艺参数密切相关。

在最佳激光工艺参数范围为激光功率P=1900-2000W,光斑尺寸为3×2mm2,预涂层厚度h=0.3-0.5mm,扫描速度V=4-6 mm/s时,获得的激光熔覆层表面连续均匀,内部无裂纹的熔覆层,且与TC4钛合金基体实现冶金结合。

激光熔覆试样沿层深方向存在三个不同的组织区域,由表及里依次为:熔覆层、结合区及基体热影响区。

显微组织成分分析表明,在激光熔覆的过程中,基体中的Ti 和Al元素与预置涂层的C、N、B等元素发生化学反应,原位生成TiC、TiN、TiB2、TiB和AlN等陶瓷增强相。

TiC、TiN、TiB2、TiB
和AlN相是以树枝晶和枝晶形式存在。

经显微硬度测试,TC4钛合金表面熔覆层的显微硬度相对TC4钛合金有了明显的提高。

熔覆层显微硬度(857HV0.5-1454HV0.5)比钛合金基材硬度(330HV0.5-340 HV0.5)提高到2-4倍。

关键词:TC4钛合金;激光熔覆原位生成;复合涂层;TiC/TiN/ TiB2/TiB/AlN
Study on Composite Coating in-situ Formation on TC4
Titanium Alloy by Laser Cladding
Abstract
In-situ formation by laser cladding is a new modified technique for improving the surface properties of the substrate.It is using the high density energy of laser beam to irradiate the cladding material which is added on the surface of substrate,resulting in the cladding material and the surface of substrate melted,and the element of cladding material reacting with the element of the substrate for formatting cladding layer which join to the substrate with metallurgical bonded.In the paper,for improving the poor tribological properties of TC4titanium alloy,it is a process of in-situ formed composite coating by laser cladding on TC4 titanium alloys substrate with preplaced the high purity C and BN powder, in-situ producing TiC,TiN,TiB2,TiB and AlN ceramic reinforcement phases.Through the comparison analyses of the macroscopic and microscopic qualities for the cladding layers,the range of laser cladding parameters were optimized.Microstructure of the cladding layers was characterized by XRD,SEM and EDXs.The microhardness of the cladding layers was measured by HXD-1000B type micro-sclerometer.
The experimental results show that the macroscopic and microscopic quality is related to process parameters of laser cladding.Under the optimized laser cladding parameters range of P=1700-2000W,S= 3×2mm2,h=0.3-0.5mm,V=4-6mm/s,the cladding layers are obtained,in which no cracks appear and surface is distributed uniformly.the laser cladding layers are metallurgically bonded with TC4titanium alloys substrate.The microstructure structure analysis shows that three regions with different microstructure existed in the surface of laser cladding zone: the cladding layer,the bonded zone of the cladding layer with the
substrate,and the heat-affected zone in the substrate.The microstructure composition analysis shows that there is a reaction between C,B,N and Ti,in-situ producing TiC,TiN,TiB2,TiB and AlN ceramic reinforcement phases.The in-situ produced TiC,TiN,TiB2,TiB and AlN shows the morphologies of fine dendrite.The average microhardness of laser cladding layer is remarkably improved.The microhardness is 857HV0.5-1454HV0.5in the laser cladding layer,which is2-4times that of the TC4substrate(330HV0.5-340HV0.5).
Postgraduate:Songlin Jiang(mechanical and electronic engineering)
Directed by Prof.Xinlin Wang Key words:TC4titanium alloys;in-situ formation by laser cladding; composite coating;TiC/TiN/TiB2/TiB/AlN
目录
摘要 (I)
Abstract (III)
第一章绪论 (1)
1.1研究背景和意义 (1)
1.2激光熔覆原位生成复合涂层国内外研究现状 (3)
1.3本文的研究内容和创新之处 (6)
第二章激光熔覆原位生成技术原理及方法 (8)
2.1激光熔覆原位生成技术原理 (9)
2.2激光熔覆原位生成实验系统及材料分析方法 (17)
第三章激光熔覆工艺参数对熔覆层显微组织的影响 (21)
3.1激光熔覆原位生成实验研究 (21)
3.2激光功率对熔覆层的相成分和显微组织的影响 (25)
3.3扫描速度对熔覆层的相成分和显微组织的影响 (32)
3.4本章小结 (40)
第四章激光熔覆工艺参数对熔覆层显微硬度的影响 (42)
4.1激光功率对熔覆层显微硬度的影响 (42)
4.2扫描速度对熔覆层显微硬度的影响 (44)
4.3本章小结 (46)
第五章总结与展望 (47)
5.1主要研究结论 (47)
5.2研究工作展望 (47)
参考文献 (49)
致谢 (54)
附录 (55)
第一章绪论
1960年,美国科学家西奥多·梅曼(Theodore Maiman)成功研制出第一台红宝石激光器,标志着激光技术的诞生。

激光发明至今已经半个世纪,激光应用技术有了极大的发展,一些激光应用技术已经进入实际生产阶段,如:激光准直、激光检测、激光打孔、激光切割、激光划片、激光焊接等。

激光表面处理工程是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术,它是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面,而不影响基体的性质,达到降低成本,节约贵重稀有金属材料目的。

因此,世界上各工业先进的国家对激光表面处理技术的研究及应用都非常重视。

1.1研究背景和意义
钛合金因具有比强度高、比模量高、抗蚀性优异、低温及高温性能高、生物兼容性好等突出优点,在航空、航天、海洋、石油、化工及生物医学工程等领域中广泛用作各种关键结构零部件[1]。

钛合金在工业上的主要应用是α+β钛合金,因为它具有很好综合性能,但是随着工业技术的不断进步,其应用领域及应用量愈来愈广、使用条件变得愈来愈苛刻,对钛合金性能要求也愈来愈高[2]。

而对于钛合金,它具有摩擦系数大、易粘着、耐磨性差、高温抗氧化性能低、不易润滑、高温高速摩擦易燃着火(“钛火”)等致命缺点[3-6]。

文献[7]指出材料的耐磨性能与材料的硬度和韧性有很大的关系,材料的硬度越高和韧性越好,材料的耐磨性能就越好,反之亦然。

为了改善钛合金表面的耐磨性差缺陷,国内外均采用表面工程方法来提高钛合金的表面性能。

传统的表面工程方法有:气体渗氮、热喷涂、盐浴渗氮、渗碳、渗硼、离子注入、等离子氮化、微弧氧化、溶胶—凝胶法、燃烧合成法、CVD、PVD、沉积硬质耐磨薄膜、热氧化技术、增强扩散热氧化/沉积薄膜复合表面技术、离子束增强沉积、等离子喷涂[8-11]等方法。

但是上述技术方法主要存在两个缺陷:①基体表面生成涂层薄,基体的性能改善有限;②涂层与基体的结合力相对较弱,导致基体表面改性层不能满足在高接触应力、高强度等苛刻条件下工作部件的使用要求[12]。

近年来,随着激光技术的迅速发展,激光熔覆技术得到了迅速发展,为材料表面改性提供了一种新的有效手段,发展了一系列新的表面工程技术,主要有:激光熔覆(LM)、激光熔注(LMI)、气相-激光熔凝技术及激光熔覆原位生成技术等[13-16]。

激光熔覆原位生成技术是近些年来新兴的表面强化技术,激光原位熔覆层不仅与基体之间实现了冶金结合,而且激光熔覆原位涂层的厚度可在几十微米到几毫米之间变化,大大提高了涂层的厚度和涂层与基体的结合能力,同时熔覆涂层具有优异的抗磨性能和抗腐蚀性能[17,18]。

国内外新研究动向是利用激光束在金属基体表面熔覆制备一层陶瓷材料保护涂层,将金属材料良好的性能与陶瓷材料优异的耐磨、耐蚀及耐热性能有机结合起来,提高零件的使用寿命,但迄今为止,对激光熔覆的研究及应用主要集中在各种钢基体上,而在钛合金表面激光熔覆的研究报道较少。

因此很有必要开展在钛合金表面利用激光熔覆原位生成技术生成陶瓷复合涂层的研究,由于陶瓷材料硬度高、耐磨性和耐高温性能好,但韧性较差,将其熔覆在金属材料表面,可使高韧性基材与高强度熔覆层结合,利用这门技术可以为提高钛合金的耐磨性能提供有效的技术途径。

激光熔覆原位生成金属陶瓷复合涂层兼有金属基体和陶瓷增强相的双重优点,而且由于TC4钛合金基体润湿良好,结合力强,均匀致密,且清洁无污染,则可以实现整体材料的高韧性、高耐磨性和高耐蚀性,从而提高材料的整体性能和使用寿命,因此激光熔覆原位生成技术是在TC4钛合金表面制备复合涂层的优选方法。

此外,激光熔覆是一个快速加热和快速冷却的非平衡过程,因此,激光涂层的组织特征为组织细小,合金元素固溶度增大,形成过饱和的固溶体和亚稳相、非晶相等,使涂层具有耐磨、耐氧化、耐腐蚀性和生物相容性等性能[19]。

但是由于激光熔覆层内可能存在拉应力,当局部应力超过材料的强度极限时就会产生裂纹。

裂纹产生的部位往往在枝晶界、气孔、夹杂物等薄弱环节处[20,21]。

由于α+β钛合金的性质主要是由β相来决定的,在TC4合金表面激光熔覆原位生成时,存在热影响区,TC4基体温度会升高,有可能达到钛合金α相转变β相的相变点(882.5℃)[2],从而改变TC4基体的性质。

其次,TC4合金的热传导系数低,常温时它的热传导系数只有7W/m·k,当温度达到1000℃时,它的热传导系数也只有20W/m·k,这样势必会导致熔池寿命延长[14],使气孔形成的几率降低,同时也会使得稀释区的范围扩大,这样也可能会改变基体的机械性能。

在钛
合金表面进行激光熔覆C与BN粉末原位生成复合涂层时,需要对熔覆材料和激光工艺参数认真研究,从而达到生成无气孔、裂纹缺陷的优质熔覆层的目的。

通过在钛合金表面进行激光熔覆C与BN粉末原位生成复合涂层,改善钛合金耐磨差缺陷,在钛合金表面获得超硬复合涂层是本课题的宗旨。

项目的开展能拓广钛合金的应用领域,延长钛合金的使用寿命,节约资源,同时降低企业的生产成本,提高企业的竞争力。

对于国防军工业发展有重大意义,可以显著的提高船舰、炮等装备的使用寿命。

同时研究内容将涉及到激光熔覆层质量控制的相关理论,对丰富和发展激光熔覆理论与工艺具有重要意义。

1.2激光熔覆原位生成复合涂层国内外研究现状
李子夫等在GH44镍基合金表层激光熔覆Ti-46.5Al合金薄片,经过激光熔覆处理后的合金试样在900℃保温1h条件下进行真空热处理,获得了与γ-TiAl 基合金激光表层熔凝区相近的细小枝晶组织。

激光溶覆涂层提高了GH44镍基合金表层耐磨性能[22]。

刘秀波等在Ti-48Al-2Cr-2Nb合金表面,激光熔覆预置的NiCr-50Cr3C2和La2O3粉末。

制得以Cr7C3、TiC、Ti5Si3、TiSi和M23C6等硬质相为增强相的原位激光改性涂层,研究表明涂层显微硬度随着增强相体积分数的增加而增大[23]。

张松等选择了以Ti-6Al-4V合金作为基底,激光熔覆预涂层为Ti粉与Cr3C2粉末,通过合适工艺参数,原位自生得到了平均尺寸小于1.5μm的TiC,涂层结晶细密,涂层与Ti-6AI-4V基底呈良好的冶金结合,结果明显提高了Ti-6AI-4V 合金的耐磨性[24]。

王华明等采用激光气体合金化工艺方案,在TiAl金属间化合物的激光表面快速熔化过程中,强行向激光高温熔池中引入高纯氮气,“原位”地在合金表面制得以高硬度、高耐磨的氮化钛为增强相的表面改性层。

试验结果表明TiAl合金激光气体合金化表面改性层与基体间的结合为冶金结合,激光气体合金化涂层显著提高TiAl金属间化合物的耐磨性[25]。

何秀丽等在TiAl金属间化合物表面均匀涂覆碳粉,用CO2激光进行激光表面合金化,制得了以硬质TiC为增强相的快速凝固“原位”复合材料表面改性层。

激光表面改性层显微硬度和组织具有较明显的梯度渐变特征。

为了提高BT9钛合金的耐磨性,也利用碳对其进行激光表面合金化,制得了以TiC为增强相的快
速凝固“原位”耐磨复合材料表面改性层,显著的改善了BT9钛合金表面的性能[26,27]。

武万良等在Ti-6Al-4V合金表面进行了激光熔覆Ti+33%TiC粉末,可获得组织均匀的激光涂层,该层与基体结合良好,与基体形成冶金结合。

显微组织分析表明,涂层的硬度可达1080HV0.2,与基体相比提高了4倍左右。

同时涂层具有很好的耐磨性能[28]。

武晓雷等在5CrMnMo钢表面预涂Ni60A、Ti和石墨的混合粉末(粉末配比为:Ni60A/(Ti/C)=8.5/1.5,Ti/C=4/1),激光熔覆后获得了以TiC颗粒为增强相的Ni基复合涂层。

原位形成的TiC颗粒尺寸为几十至几百纳米,弥散分布于晶粒内部,涂层的最大厚度可以达到740μm。

从涂层/基体材料结合接口至涂层表层,TiC颗粒的体积分数逐渐增加,呈梯度分布,涂层的硬度变化较为平缓,在涂层的亚表层达到最高硬度1250HV0.2,涂层的耐磨性相对于基体提高1倍以上,强化了基体表面的性能[29]。

杨森等在45钢上熔覆Ni基合金粉末、纯度为99%的Ti粉和石墨粉,采用预置涂层激光熔覆技术,在碳钢表面直接原位反应生成TiC颗粒强化Ni基合金涂层,涂层与基体之间呈良好的冶金结合,涂层宏观质量好,无裂纹,但有少量的气孔。

涂层组织由奥氏体枝晶、CrB、TiB2、M23C、TiC组成。

经激光表面重熔后,涂层显微硬度可达850HV0.2,它是基材的4.5倍[30]。

马乃恒等通过在ZL104合金表面激光熔覆钛粉、铝粉和活性炭粉,获得了TiCp/Al复合涂层。

原位形成的TiC颗粒尺寸约800nm,在涂层中分布均匀,仅表层有约20μm的TiC颗粒富集区和临近基底部位有20μm的稀释区[31]。

董奇志等使用Ti粉、C(石墨)粉和Ni粉原位反应内生合成的方法,成功获得了Ni基内自生TiC强化复合涂层。

研究发现Ti、C含量对涂层中TiC的大小和形貌有较大的影响,偏晶反应是内生TiC颗粒出现核心的原因[32]。

陈瑶和王华明等利用激光熔覆技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti基体上制备TiC/FeAl复合涂层,结果表明:激光熔覆TiC/FeAl金属间化合物基复合材料涂层具有优异的耐磨性,能并随TiC体积分数的增加而提高[33]。

孙荣禄等采用CO2激光在TC4合金表面进行了NiCrBSi-TiC混合粉末的激光熔覆实验。

结果表明:在优化工艺参数下可获得连续、均匀、无裂纹和气孔的
熔覆层,熔覆层由TiC,γ-Ni,M23(CB)6,CrB和Ni3B等相组成。

在激光熔覆过程中TiC颗粒边缘发生了溶解,冷却时以细小的枝晶形式析出,熔覆层显微硬度的平均值达到了980HV0.2[34]。

蒋平等利用预涂Si粉对TC4合金进行激光表面合金化,制得以初生及共晶金属间化合物Ti5Si3为增强相的快速凝固“原位”耐磨复合材料表面改性层,结果表明:利用Si粉对TC4合金进行激光表面合金化处理后,合金层硬度及耐磨性大幅度提高[35]。

X.H.Wang等在AISI1045型中碳钢表面激光熔覆FeCrBSi、铁钛合金和石墨晶体粉末。

得到的涂层表面无裂纹和气孔,涂层主要由TiC、(Fe,Cr)7C3等组成,研究结果表明:涂层增强了基体的表面耐磨性能硬度,表面性能得到大大改善[36]。

B.Courant等人在纯钛上预涂覆上石墨用激光器处理后可获得原位反应生成的TiC增强相和残留的石墨相。

二者的优良性能结合,显著的提高了钛基耐磨性能和润滑性能[37]。

MU Jiu-fang等人在TC4合金表面,激光熔覆Ti+Al+SiO2+C混合粉末,熔覆后的涂层结构无气孔、无裂纹,涂层与基体冶金结合;涂层主要由Ti5Si3、TiAl、Ti3Al等化合物组成。

形成的涂层提高了TC4合金表面的抗腐蚀、抗磨损性能,增强了TC4合金常温下的变形能力、强度和硬度[38]。

L.Lu等人在铜基体表面利用激光熔覆Cu–Ti–C和Cu–Ni–Ti–C粉末原位生成TiC和Cu3Ti2相,TiC相枝晶平均尺寸少于1μm,由于Cu与TiC的湿润性较差,生成的涂层中存在气孔缺陷。

通过添加Ni粉,能有效的改善Cu与TiC 的湿润性,但是由于激光熔覆是激热激冷非平衡过程,导致涂层仍存在气孔缺陷;形成的涂层有效的改善了Cu表面的抗腐蚀和抗磨损性能[39]。

M.S.F.Lima等人在钛基表面激光熔覆TiN粉末得到的复合涂层与钛基冶金结合;当激光功率为500W和激光扫描速度为20–100mm/s时,熔覆层的相成分为TiN相,TiN以树枝晶状均的分布在钛基中,显著的提高了钛基的硬度和改善了钛基的耐磨性能;当激光扫描速度低于为2mm/s时,熔覆层的相成分为TiN 和Ti2N,显著的改善了复合涂层的硬度提高和耐磨性[40]。

C Blanco-Pinzon等人利用准分子激光器在钛基表面激光熔覆Ni和Pd粉末
制备金属间Ti2Ni和Ti2Pd化合物复合涂层,在钛基表面Ni和Pd元素只渗透了1μm,显著地改善了钛合金表面的抗腐蚀性能[41]。

L.N.Jian等在BT9钛合金表面激光熔覆Cr–Ni–Si粉末制备了Cr13Ni5Si2和Cr13Ni5Si2/Cr3Ni5Si2共晶化合物复合涂层,结果表明:熔覆层的显微硬度得到显著的提高,同时BT9钛合金表面的耐磨性能也得到了改善[42]。

综上所述,激光熔覆原位生成技术先主要应用于钢材表面改性研究。

在钢基表面激光熔覆混合粉末原位生成具有优异特性的涂层,从而达到改善钢材表面的性能。

激光熔覆原位生成技术应用于钛合金的表面改性研究相对较少,且研究侧重于在钛合金表面制备单一相成分的涂层或熔覆多种混合粉末制备金属间化合相,而对于在钛合金表面激光熔覆原位生成复合涂层的研究较少。

为了改善TC4钛合金表面的性能,采用激光熔覆石墨和BN粉末原位生成陶瓷相复合涂层,达到改善TC4钛合金表面的性能的目的。

1.3本文的研究内容和创新之处
钛合金具有优良的性能,但其耐磨性差缺陷限制其在航空航天中的广泛应用。

为了充分发挥其高比强度的性能优势,拓展其在机械零件上的使用范围,就必须提高钛合金表面的耐磨性能。

为此,本文选用C与BN粉末作为预涂覆材料,进行激光熔覆原位生成工艺探索,以求在TC4钛合金表面获得良好冶金结合的原位生成复合涂层,并且也为钛合金表面激光熔覆原位生成复合涂层奠定必要的理论基础。

1本文的主要研究内容和方法如下:
(1)通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDXs)和X射线衍射仪(XRD)、等对TC4钛合金表面激光熔覆C与BN粉末原位生成熔覆层的显微组织和相成分进行了分析,确定熔覆层的显微组织形态和相成分。

(2)激光工艺参数与熔覆层显微硬度的关系。

通过激光原位熔覆合成复合涂层,利用HXD-1000B硬度测试机测试熔覆层的显微硬度,研究激光功率P对熔覆涂层的硬度影响规律和扫描速度V对熔覆涂层的硬度影响规律。

采用理论结合实验的研究方法,如图1.1所示,总体研究方案是:首先进行调研,结合他人的研究成果,分析并预测裂纹、气孔等主要缺陷形成机理,得到相关的实验参数范围;然后,以5kW横流CO2激光器为光源,采用预置铺粉方
式,在TC4钛合金表面进行激光熔覆C和BN粉末原位合成复合涂层的实验研究,并观察分析熔覆层显微质量;通过实验结果与理论分析对照,调整实验参数,达到无裂纹、无气孔、基体热影响区小且显微组织细密均匀的激光熔覆效果,获得高质量复合涂层。

2本文创新之处:
针对钛合金的缺陷,在钛合金表面进行激光熔覆C与BN粉末原位生成陶瓷相复合涂层,从而达到改善钛合金表面综合性能目的。

图1.1研究方案
第二章激光熔覆原位生成技术原理及方法激光熔覆原位生成技术是一种重要的表面改性技术,涉及到物理、冶金、材料科学等领域。

它始于1974年,而兴起于80年代,可以在低成本的基材上制备高性能改性层,可以代替大量的高级合金,以节约贵重、稀有的金属材料,提高基材的综合性能,降低能源消耗,适用于易磨损、冲击、氧化及腐蚀等零部件。

激光熔覆原位生成技术是利用高能激光束(104-106W/cm2)辐照在基体表面,注入的能量导致熔覆材料和基体表层熔化,在熔池对流和传质的作用下,熔覆材料元素与基体元素发生冶金化学反应,从而在基材表面生成一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料,以弥补基体所缺少的高性能,这种复合材料能充分发挥两者的优势,弥补相互间的不足。

对于某些共晶合金,甚至能得到非晶态表层,使合金具有极好的抗腐蚀性能。

激光熔覆原位生成技术可根据工件的工况要求,熔覆各种设计成分的金属粉末或者非金属粉末,制备耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面改性层。

激光熔覆原位生成技术是激热和激冷的过程,因此与常规表面改性技术(电镀、喷涂、堆焊、离子镀和气相沉积等)相比,激光熔覆原位生成技术具有如下特点[40-43]:
(1)由于激光作用时间短,热影响区小,工件产生的残余应力及变形很小,熔覆成品率高。

(2)熔覆层晶粒细小,结构致密,所以其硬度一般相对比较高,耐磨损、耐腐蚀等性能也比较好。

(3)高达102-106℃/s的冷却速度使凝固组织细化,固溶度大,甚至产生新性能的组织结构,如亚稳相、超弥散相、非晶相等。

(4)激光熔覆过程易实现自动化生产,熔覆层质量稳定。

(5)可以进行选区熔覆,特别适合小区域和难于接近的区域的表面改性需要,材料消耗小。

(6)熔覆材料的选择范围相当广泛,包括镍基、钴基和铁基合金、碳化物复合合金材料以及陶瓷材料,特别是可以在低熔点基材表面熔覆高熔点涂层材料。

(7)激光束便于通过导光系统准确地输人与定位,亦能导向多个工作台,可大大提高激光的使用率和处理的效率。

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