激光熔覆送粉方式讲解 共10页
激光熔覆送粉方式讲解PPT课件
作业思考题
1、对比分析同步侧送粉与同轴送粉的优缺点 2、现有一台光纤耦合激光器，激光头拟安装到机械手上，请问选择哪个 送粉方式比较合适？为什么？
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图4 同轴送粉喷嘴
图5 同轴送粉喷嘴结构示意图 第5页/共9页
同轴送粉粉末预热
图6 粉末预热效果
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小结
1、自动送粉方式：同步侧向送粉与同轴送粉 2、同步侧向送粉结构简单、价格较低，粉利用率不 高，熔覆质量相对较差，适用于平面、轴类激光熔覆。 3、同轴送粉结构复杂、粉末经过预热，熔覆质量好， 通用性强
1、结构简单、成本较低、粉末利用率相对较低 2、要求粉末具有较好的流动性（粉末粒度：40~160μm） 过细：粉末易结团 过粗：易堵塞送料喷嘴 粉末需预热（100-120℃烘干） 3、运动方向变化时，送粉量受影响，熔覆层表面平整度差
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同轴送粉
激光与粉末流同轴 集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道等结构
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自动送粉方式
同步侧送粉
图1
送
粉
方
式
同轴送粉
图2
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同步侧送粉
粉末由送粉器经送粉管直接送到工件表面激光辐照区。 粉末到达熔区前先经过光束，被加热到红热状态，落入熔区后随即融化，随基材 的移动和粉末的连续送入，形成激光熔覆带。
图3 同步侧送粉示意图
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同步侧送粉的特点
易堵塞送料喷嘴粉末需预热100120烘干3运动方向变化时送粉量受影响熔覆层表面平整度差同轴送粉激光与粉末流同轴集成焦距调节气体保护循环冷却粉末流道激光束通道等结构图图4同轴送粉喷嘴图图5同轴送粉喷嘴结构示意图同轴送粉粉末预热图图6粉末预热效果小小结1自动送粉方式
激光熔覆PPT课件
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3
二、实验方法
• 1.激光熔覆涂层制备：
• 粉末成分配比：预期性能(耐磨TiC、Cr7C3、
Ti5Si3，耐蚀Cr3Si，抗氧化Al2O3、SiC)、合金相 图(基材+合金粉末)
-
4
• 加工工艺参数：激光功率、光斑直径、扫描速
度、送粉速度(粉末预置厚度)、搭接率(多道熔覆)
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5
• 2.组织分析
Wear mass loss (mg) 3.2 10.2 33.5
Mass loss of counterpart (mg) 37.3 99.9 71.1
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• 微动磨损：
P
Stroke
Coating Substrate
Load (N) 20
Frequency (Hz) Stroke (μm) Tempeature (℃) Time (min)
10
600
25/400
20
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19
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20
3.2 耐蚀性能 • 电化学：阳极极化曲线、交流阻抗谱 • 浸泡：
Corrosion Solution
Sample s
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3.3 抗氧化性能
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谢谢！
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激光熔覆
陈德强 2014.11.13
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1
一、背景介绍
• 磨损、腐蚀等起源于表面。 • 采用表面改性技术在金属材料表面制备各种功能
涂层，耐磨、耐蚀、抗氧化等，内部保持原有金 属材料的性质(低价、性能)的同时提高了材料表 面的特殊性能。 • 常用表面改性方法:电镀、PVD(物理气相沉积)、 CVD(化学气相沉积)、渗碳、渗氮、离子注入、 激光淬火、激光重熔、激光熔覆、等离子熔覆、 等离子喷涂、超音速火焰喷涂等等。
激光熔覆粉末选用讲解PPT学习教案
Ni元素可以提高粉末的润湿性
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激光熔覆粉末选用原则
五、 应具有良好的熔覆工艺性，如良好的造渣、除气、隔气 性能;
1、自熔性合金粉末应用广泛，含有B、Si，具有脱氧除气、 造渣等功能 2、其脱氧产物应形成比重小、熔点低的熔渣覆盖在液态 金属表面，对表面起保护作用，以防止产生夹渣、气孔、 氧化等缺陷
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激光熔覆粉末选用原则
三、粉末材料的热膨胀系数、导热性应尽可能地与工件材料 相接近，以减少熔覆层中的残余应力;
(a)
(b)
(c)
图2 膨胀系数与变形的关系
(a)：热膨胀系数接近 (b)：熔覆层膨胀系数大 (c)：基体膨胀系数大
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激光熔覆粉末选用原则
四、具有良好的润湿性，润湿性与表面张力有关，表面张力 越小，润湿角越小，液态流动性越好，易于得到平整光滑的 熔覆层;
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激光熔覆粉末选用原则
六、 合金粉末的熔点不宜太高也不宜过低。 1、粉末熔点低，液态流动性愈好，愈易控制熔覆层的稀 释率，对获得平整光滑、质量好的熔覆层有利。 2、但粉末熔点太低，易使熔覆层过烧;
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小结
激光熔覆粉末选用原则： 1、根据应用场合选择粉末体系 2、根据所需流动性选择不同形状、粗细粉末 3、粉末与基体热膨胀系数尽可能接近 4、粉末需一定的润湿性 5、粉末具有较好的熔覆工艺 6、粉末熔点适中
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作业思考题
1、激光熔覆合金粉末的选用要遵循哪些原则？ 2、进行纳米粉末的激光熔覆时，是否可以采用同轴送粉？ 为什么？
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激光熔覆粉末选用讲解
会计学
1
激光熔覆工艺方法以及熔覆材料现状-模板
激光熔覆工艺方法以及熔覆材料现状激光熔覆技术的研究始于20世纪70年代,美国AVCO公司就汽车发动机许多易磨损件进行了激光熔覆技术的研究。
按熔覆材料的供给方式不同，激光熔覆工艺方法分为两种：激光熔覆合金预置法和合金同步送粉法。
熔覆材料的加入形式通常有粉末、丝材、板材三种，其中以粉末的形式最为常用。
关键词：激光熔覆，工艺方法，熔覆材料1. 激光熔覆技术激光熔覆技术的研究始于20世纪70年代, 美国AVCO公司就汽车发动机许多易磨损件进行了激光熔覆技术的研究。
1981年英国公司成功在喷气发动机叶片上涂覆钴基合金面并显着提高了其耐磨性。
由于这一新技术具有巨大的发展潜力，并能产生较大的经济效益，因此，在生产中获得了广泛推广及应用。
激光熔覆技术在目前材料表面改性技术中应用较广泛。
激光熔覆是在基体上添加不同成分的材料，利用高能激光束辐照基体，熔覆粉末和基体形成一薄层，这一薄层快速熔化并凝固成形，且基体对熔覆层稀释度极低，因此熔覆层与基体冶金结合良好，可以制备耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面保护涂层。
2. 激光熔覆工艺方法按熔覆材料的供给方式不同，激光熔覆工艺方法分为两种：激光熔覆合金预置法和合金同步送粉法。
科技论文。
合金预置法合金预置法是在基体的表面上通过一些方法将预涂材料置于其上，然后采用高能激光束辐照，涂层表面吸收能量使熔覆部位迅速升温、气化和熔化，激光束离开后，熔覆层与基体呈现良好的冶金结合。
熔覆材料的加入形式通常有粉末、丝材、板材三种，其中以粉末的形式最为常用。
预置法一般包括粘结法和热喷涂法。
对于粉末类材料，预置的两种方法都可以。
热喷涂主要优点是喷涂效率高、容易控制沉积厚度的均匀性，且与基材接合牢固，这种方法不足之处是粉末利用率低，受工件形状限制和成本相对较高。
粘接法是利用粘结剂，在基底材料的表面上，将粉末调和成膏状涂上，这种方法的不足之处在于效率低，很难得到厚度均匀的涂层，可能会妨碍熔化或引起过渡稀释；同时由于沉积层的导热性不好，会消耗更多的能量；通常仅对熔覆面积较小的工件适用，这种方法在实验室里采用。
实验12-激光熔覆
实验目的1、熟悉激光熔覆的概念、特性和基本方法；2、了解激光熔覆所涉及的激光器、加工机床、送粉器和喷嘴；3、用侧向送粉法在45钢表面进行镍基合金的激光熔覆，优化工艺参数获得良好的熔覆层；4、测量熔覆曾的尺寸，观察显微组织。
实验内容1. 采用侧向送粉法进行激光熔覆实验，基体材料为45钢，熔覆材料为NiCrSiB合金粉末；2. 改变激光功率、光斑大小、扫描速度和送分量，得到不同尺寸的熔覆层，优化参数得到外观饱满光洁的熔覆层；3. 测试熔覆曾的外形尺寸，总结熔覆层外形与工艺参数的关系，观察熔覆层的显微组织。
4.实验原理激光熔覆是一种基于高能激光束的先进涂层制备技术。
用高能激光束局部融化材料的表面薄层形成熔池、同时向熔池中添加一种或几种合金混合粉末，形成与基体牢固冶金结合的高性能涂层，涂层材料自成冶金体系，基体对涂层的稀释率很低，能够在保持基体材料韧性的同时有目的的实现局部表面的高耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化等多种性能，最大限度的实现材料表面与整体、强度与柔韧的良好有机结合，是近些年来材料和激光加工领域的研究前沿。
激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。
同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。
熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。
预置式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---预置熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。
同步式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。
按工艺流程，与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。
实验设备和材料YLS-2000（IPG）光纤激光器、45钢板材（40╳60╳15），Ni基合金粉末。
激光熔覆送粉方式讲解
图4 同轴送粉喷嘴
图5 同轴送粉喷嘴结构示意图
同轴送粉粉末预热
图6 粉末预热效果
小 结
1、自动送粉方式：同步侧向送粉与同轴送粉 2、同步侧向送粉结构简单、价格较低，粉末利用率不 高，熔覆质量相对较差，适用于平面、轴类激光熔覆。 3、同轴送粉结构复杂、粉末经过预热，熔覆质量好，
通用性强
作业思考题
图3 同步侧送粉示意图
同步侧送粉的特点
1、结构简单、成本较低、粉末利用率相对较低 2、要求粉末具有较好的流动性（粉末粒度：40~160μm）
过细：粉末易结团过粗：易堵来自送料喷嘴 粉末需预热（100-120℃烘干）
3、运动方向变化时，送粉量受影响，熔覆层表面平整度差
同轴送粉
激光与粉末流同轴 集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道等结构
1、对比分析同步侧送粉与同轴送粉的优缺点
2、现有一台光纤耦合激光器，激光头拟安装到机械手上，请问
选择哪个送粉方式比较合适？为什么？
激光熔覆送粉方式
课程：激光表面改性技术
主讲教师：林继兴
激光熔覆送粉方式
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光熔覆常见的两种送粉 方式及各自的优缺点。
自动送粉方式
同步侧送粉
图1
送 粉 方 式
同轴送粉
图2
同步侧送粉
粉末由送粉器经送粉管直接送到工件表面激光辐照区。 粉末到达熔区前先经过光束，被加热到红热状态，落入熔区后随即融化， 随基材的移动和粉末的连续送入，形成激光熔覆带。
激光熔覆同步送粉法定义_概述说明以及解释
激光熔覆同步送粉法定义概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍激光熔覆同步送粉法，该技术是一种先进的金属加工方法，能够实现高精度、高效率的材料熔覆和修复。
激光熔覆同步送粉法采用激光束将金属粉末加热至熔化状态，并通过同步送粉装置控制金属粉末的添加量，从而实现对于被加工工件表面的涂覆或修复。
1.2 文章结构本文分为五个部分：引言、正文、解释激光熔覆同步送粉法的特点和优势、说明激光熔覆同步送粉法的工艺流程和设备要求以及结论。
引言部分将对本文研究内容进行概述，并介绍文章结构与目的。
正文部分将详细阐述激光熔覆同步送粉法的定义、原理以及应用领域。
接下来，将在第三部分解释该技术的特点和优势，包括高精度、材料利用率高以及可修复性强等方面。
第四部分将具体说明激光熔覆同步送粉法的工艺流程、设备要求以及操作注意事项，并提供工艺参数设置与优化方法。
最后，在结论部分，将总结本文内容和主要发现结果，并对激光熔覆同步送粉法未来发展进行展望和建议。
1.3 目的本文的目的是为读者提供一个全面了解激光熔覆同步送粉法的框架，包括定义、原理、应用领域以及特点和优势。
通过详细说明工艺流程和设备要求，读者可以了解如何应用该技术进行涂覆或修复工作。
最后，结论部分将回顾文章所述信息，并提供未来发展展望和建议，以促进该技术在相关领域的应用与研究。
2. 正文：2.1 定义激光熔覆同步送粉法激光熔覆同步送粉法是一种先进的表面修复和涂层技术，它通过利用高能量密度的激光束将金属或合金材料加热至熔点，同时通过在熔融池中喷射金属粉末，实现对基体材料表面进行熔覆修复或涂层制备的过程。
该技术可以在原材料不受严重损伤的情况下，在局部区域形成具有优异性能和结构特征的新材料层。
2.2 激光熔覆同步送粉法的原理激光熔覆同步送粉法基于激光加工和材料科学原理，主要包括以下几个关键过程：首先是激光加热过程，高能量密度的激光束通过辐射作用将工件表面局部加热至高温状态；其次是金属粉末喷射过程，喷射装置将金属粉末通过喷嘴喷射到熔融池中，在高温下迅速熔化并与基体材料结合；最后是凝固过程，熔融池在激光束的扫描下逐渐凝固，形成良好的结合界面和致密的熔覆层。
激光熔覆课件
稀释效应是指由于基体材料的熔化，使得熔覆层的成分和组织发生变化的现象。稀释效应对熔覆层的性能有重要 影响。
熔覆层组织与性能
组织
激光熔覆层的组织主要由熔化的基体材料和熔覆材料组成，其组织结构取决于熔覆工艺 参数和熔覆材料成分。
性能
激光熔覆层的性能主要取决于其成分、组织和热处理状态。常见的性能指标包括硬度、 耐磨性、耐腐蚀性和高温性能等。
激光熔覆技术用于修复受损的模具钢，通过 熔覆高熔点合金粉末，使模具表面获得优良 的耐磨、耐热和耐腐蚀性能，显著提高了模 具的使用寿命。
案例二：激光熔覆制备耐磨涂层
总结词
高耐磨性，延长设备寿命
详细描述
利用激光熔覆技术在设备表面制备耐磨涂层，如合金 钢、不锈钢等材料表面熔覆硬质合金粉末，显著提高 了设备的耐磨性能，延长了设备使用寿命。
熔覆层与基体结合强度
影响因素
影响熔覆层与基体结合强度的因素主要 包括基体表面的处理状态、熔覆材料的 成分和熔覆工艺参数等。
VS
结合强度
结合强度是指熔覆层与基体材料之间的粘 附力，是评价激光熔覆层质量的重要指标 之一。
06
激光熔覆案例分析
案例一：激光熔覆修复模具钢
总结词
修复效果好，提高使用寿命
详细描述
粉末或丝材的粒度和纯度对熔覆层的组织和性能有重要影响，需要 选用合适粒度和纯度的粉末或丝材。
粉末或丝材的流量与稳定性
粉末或丝材的流量和稳定性对熔覆层的厚度和均匀性有重要影响， 需要保证粉末或丝材的稳定供给。
加工头与光路系统
加工头的结构与功能
加工头的冷却与保护
加工头是实现激光熔覆加工的核心部 件，其结构与功能对熔覆层的表面质 量和加工效率有重要影响。
激光熔覆 pdf
激光熔覆激光熔覆是一种新型的涂层技术，是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术，是激光先进制造技术最重要的支撑技术，可以解决传统制造方法不能完成的难题，是国家重点支持和推动的一项高新技术。
目前，激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一，已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。
为推动激光熔覆技术的产业化，激光熔覆是一种新型的涂层技术，是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术，是激光先进制造技术最重要的支撑技术，可以解决传统制造方法不能完成的难题，是国家重点支持和推动的一项高新技术。
目前，激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一，已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。
为推动激光熔覆技术的产业化，世界各国的研究人员针对激光熔覆涉及到的关键技术进行了系统的研究，已取得了重大的进展。
国内外有大量的研究和会议论文、专利介绍激光熔覆技术及其最新的应用：包括激光熔覆设备、材料、工艺、监测与控制、质量检测、过程的模拟与仿真等研究内容。
但到目前为止，激光熔覆技术还不能大面积工业化应用。
分析其原因，这里有政府导向的因素、激光熔覆技术本身成熟程度的限制、社会各界对激光熔覆技术的认可程度等因素。
因此，激光熔覆技术欲实现全面的工业化应用，必须加大宣传力度，以市场需求为导向，重点突破制约发展的关键因素，解决工程应用中涉及到的关键技术，相信在不远的将来，激光熔覆技术的应用领域及其强度将不断的扩大。
下面介绍激光熔覆技术几个发展的动态，以飨读者。
激光熔覆的优势激光束的聚焦功率密度可达1010~12W/cm2，作用于材料能获得高达1012K/s的冷却速度，这种综合特性不仅为材料科学新学科的生长提供了强有力的基础，同时也为新型材料或新型功能表面的实现提供了一种前所未有的工具。
激光熔覆图文讲解
激光熔覆-图文讲解————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:一、激光熔覆的原理激光溶覆是利用高能激光束辐照，通过迅速熔化、扩展和凝固，在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，构成一种新的复合材料, 以弥补基体所缺少的高性能。
能充分发挥二者的优势, 克服彼此的不足。
可以根据工件的工况要求，熔覆各种 (设计) 成分的金属或非金属，制备耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面覆层。
通过激光熔覆，可在低熔点材料上熔覆一层高熔点的合金，亦可使非相变材料(AI 、Cu 、Nｉ等) 和非金属材料的表面得到强化。
在工件表面制备覆层以改善表面性能的方法很多, 在工业中应用较多的是堆焊、热喷涂和等离子喷焊等，与上述表面强化技术相比, 激光熔覆具有下述优点:(1 ）熔覆层晶粒细小, 结构致密，因而硬度一般较高, 耐磨、耐蚀等性能亦更为优异。
(2 ）熔覆层稀释率低, 由于激光作用时间短，基材的熔化量小，对熔覆层的冲淡率低（一般仅为５％-8%) ，因此可在熔覆层较薄的情况下, 获得所要求的成分与性能，节约昂贵的覆层材料。
(3 ) 激光熔覆热影响区小，工件变形小, 熔覆成品率高。
(4 ) 激光熔覆过程易实现自动化生产，覆层质量稳定, 如在熔覆过程中熔覆厚度可实现连续调节，这在其他工艺中是难以实现的。
由于激光熔覆的上述优点, 它在航空、航天乃至民用产品工业领域中都有较广阔的应用前景，已成为当今材料领域研究和开发的热点。
ﻫﻫ激光熔覆技术应用过程中的关键问题之一是熔覆层的开裂问题,尤其是大工件的熔覆层, 裂缝几乎难以避免, 为此，研究者们除了改进设备, 探索合适工艺，还在研制适合激光熔覆工艺特点的熔覆用合金粉末和其他熔覆材料。
二、激光熔覆工艺方法激光熔覆工艺方法有两种类型：ﻫﻫ１、二步法（预置法）该法是在激光熔覆处理前, 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。
激光熔覆技术
激光熔覆技术激光熔覆技术简介激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，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并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。
激光熔覆技术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，降低成本，节约贵重稀有金属材料。
应用于激光熔覆的激光器主要有CO2激光器和固体激光器，主要包括碟片激光器，光纤激光器和二极管激光器。
激光熔覆技术的工艺特点激光熔覆按送粉工艺的不同可分为两类：粉末预置法和同步送粉法。
两种方法效果相似，同步送粉法具有易实现自动化控制，激光能量吸收率高，无内部气孔，尤其熔覆金属陶瓷，可以显著提高熔覆层的抗开裂性能，使硬质陶瓷相可以在熔覆层内均匀分布等优点。
1、激光熔覆具有以下特点：（1）冷却速度快（高达106K/s），属于快速凝固过程，容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相，如非稳相、非晶态等。
（2）涂层稀释率低（一般小于5%），与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整，可以获得低稀释率的良好涂层，并且涂层成分和稀释度可控；（3）热输入和畸变较小，尤其是采用高功率密度快速熔覆时，变形可降低到零件的装配公差内。
（4）粉末选择几乎没有任何限制，特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金；（5）熔覆层的厚度范围大，单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm，（6）能进行选区熔敷，材料消耗少，具有卓越的性能价格比；（7）光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷；（8）工艺过程易于实现自动化。
2、激光熔覆与激光合金化的异同激光熔覆与激光合金化都是利用高能密度的激光束所产生的快速熔凝过程，在基材表面形成于基体相互融合的、具有完全不同成分与性能的合金覆层。
两者工艺过程相似，但却有本质上的区别，主要区别如下：（1）激光熔覆过程中的覆层材料完全融化，而基体熔化层极薄，因而对熔覆层的成分影响极小，而激光合金化则是在基材的表面熔融复层内加入合金元素，目的是形成以基材为基的新的合金层。
浅谈激光表面熔覆技术ppt课件
• 激光熔覆是利用高能密度激光束所产生的局部高 温将2种或者2种以上金属界面瞬间熔化，熔覆材 料与基体表面试样冶金结合，形成性能与基体成 分不同的涂层，既改善材料性能达到既节省贵金 属，又提高材料表面性能的目的。
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2.1 激光熔覆的原理与特点
激光熔覆技术与其他涂层技术相比有明显的优点： (1) 冷却速度快，具有快速凝固的特征； (2) 热变形小，涂层稀释率低，涂层与基体呈良好 的冶金结合，成品率高； (3) 涂层材料的选择范围大，如铁基合金，镍基合 金等； (4) 涂层厚度一般为0.2mm~2mm，适用于磨损件 的修复； (5) 加工精度高，可处理较小或难加工的区域； (6) 工艺过程易于实现自动化。
• 激光表面熔凝技术基本上不受材料种类的限制， 可获得较深(可达 2～3mm 以上)的高性能涂层， 易实现局部处理，对基体的组织、性能尺寸影响 很小，而且工艺操作方便。
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1.3 激光熔覆
• 激光熔覆是以激光作为热源，用不同的添料方式 在被熔覆的基体上放置所选择的涂层材料，经过 激光照射使之与基体表面一薄层同时熔化，并快 速凝固后形成稀释度极低、并与基体材料形成冶 金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面 的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化能力及电气特性的 工艺方法。
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1.2 激光表面熔凝处理
• 激光表面熔凝是采用近于聚焦的激光束照射，将 金属表面加热到熔点温度以上，使材料表面层熔 化并在表面形成熔池，在光束移走后依靠自身冷 却快速凝固，导致表层组织和性能变化的一种工 艺。
• 熔凝层中形成的铸态组织非常细密，能使性能得 到改善，可以增强材料表层的耐磨性和耐蚀性。
• 与传统的强化工艺，如喷丸强化和锻打强化相比， 是一种洁净、无公害的处理方法。可以处理工件 的圆角、拐角等应力集中部位。
激光熔覆送粉器的类型讲解
振动式送粉器
振动式送粉器又称振动盘送粉器或振荡送粉器。 粉末从料斗出口流到托盘上，振动托盘装置振落粉末并控制粉末量 送粉量：8~2000g/min，精度：±1%。
图6 流化床送粉器
小结
1、送粉器的种类很多，根据不同的工作原理可分为重力式、 机械轮式、流化床式和振动式等。
2、他们有各自的优点，适用于不同类型、不同粗细的粉末
作业思考题
1、送粉器根据工作原理可分为哪几类？ 2、不管什么类型的送粉器，都要达到怎样的使用效果？
激光熔覆送粉器的类型
课程：激光表面改性技术 主讲教师：林继兴
激光熔覆送粉器的类型
教学目标 通过本次课程的学习，了解激光熔覆送粉器的类型
送粉器多样化的意义
送粉器在激光熔覆的关键设备
由于不同的粉末由不同的尺寸、形状和物理性能，单一的送 粉装置不能满足各类粉末输送。
送粉器要达到的效果 1、精密控制 2、粉末流稳定
重力式送粉器
重力送粉器的原理与沙漏相似 有电子称重器的容器和开孔组成
图1 重力原理送粉器
图2 带旋转计量盘重力送粉器
重力送粉器
图3 带计量轴重力送粉器
图4 棘轮重力送粉器
机械轮式送粉器
机械轮式送粉器也称螺旋粉末送给器 可以调节网格大小，处理各种尺寸粉末
图5 螺旋送粉器
流化床式送粉器
应用流体学原理，送粉过程中没有机械运动部件，提供了一个连续 的，没有跳动的粉末输送
激光熔覆粉末分类讲解 共11页
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复合粉末
复合粉末主要是指高熔点硬质陶瓷材料与金属混合或复合而形成 的粉末体系。 特点：
金属的强韧性、良好的工艺性与陶瓷材料优异耐磨、耐蚀、耐高 温和抗氧化特性有机结合 复合粉末体系： 1、碳化物合金粉末(如 WC、SiC、TiC、B4C、Cr3C2等) 2、氧化物合金粉末(如 Al2O3、Zr2O3、TiO2等) 3、氮化物合金粉末(TiN、Si3N4等) 4、硼化物合金粉末 5、硅化物合金粉末
Fe基合金、Ni基合金、Co基合金
陶瓷粉末
特点： 陶瓷粉末具有优异的耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化特性，所以它
常被用于制备高温耐磨耐蚀涂层。 分类：
硅化物陶瓷粉末 氧化物陶瓷粉末（Al2O3和 ZrO2） 缺点：
与基体金属的热膨胀系数、弹性模量及导热系数等差别较大，熔 覆层易出现裂纹和孔洞等缺陷，在使用中将出现变形开裂、剥落损坏 等现象
WC金相图
图1 块状WC
图2 球状WC
其他金属粉末
其他金属粉末包括： 铜基、钛基、铝基、镁基、锆基、铬基以及金属间化合物基材料
等。 这些材料多数是利用合金体系的某些特殊性质使其达到耐磨减摩、
耐蚀、导电、抗高温、抗热氧化等一种或多种功能。
小结
1、激光熔覆粉末分为：自熔性粉末、陶瓷粉末、复合粉末 及其他金属合金粉末
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光熔覆粉末分类及不同 粉末类型的特点
激光熔覆粉末分类
自熔性合金粉末
粉
陶瓷粉末
末
分பைடு நூலகம்
复合粉末
类
其他金属体系
自熔性合金粉末
特点及分类： 1、含有B、Si
作用：脱氧、造渣 2、基材适应性
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同步侧送粉的特点
1、结构简单、成本较低、粉末利用率相对较低 2、要求粉末具有较好的流动性（粉末粒度：40~160μm） 过细：粉末易结团 过粗：易堵塞送料喷嘴 粉末需预热（100-120℃烘干） 3、运动方向变化时，送粉量受影响，熔覆层表面平整度差
同轴送粉
激光与粉末流同轴 集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道等结构
图4 同轴送粉喷嘴
图5 同轴送粉喷嘴结构示意图
同轴送粉粉末预热
图6 粉末预热效果
小结
1、自动送粉方式：同步侧向送粉与同轴送粉 2、同步侧向送粉结构简单、价格较低，粉末利用率不 高，熔覆质量相对较差，适用于平面、轴类激光熔覆。 3、同轴送粉结构复杂、粉末经过预热，熔覆质量好， 通用性强
ห้องสมุดไป่ตู้
作业思考题
1、对比分析同步侧送粉与同轴送粉的优缺点 2、现有一台光纤耦合激光器，激光头拟安装到机械手上，请问 选择哪个送粉方式比较合适？为什么？
谢谢！
激光熔覆送粉方式
课程：激光表面改性技术 主讲教师：林继兴
激光熔覆送粉方式
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光熔覆常见的两种送粉 方式及各自的优缺点。
自动送粉方式
同步侧送粉
图1
送
粉
方
式
同轴送粉
图2
同步侧送粉
粉末由送粉器经送粉管直接送到工件表面激光辐照区。 粉末到达熔区前先经过光束，被加热到红热状态，落入熔区后随即融化， 随基材的移动和粉末的连续送入，形成激光熔覆带。