激光熔覆技术研究现状及展望

合集下载

相关主题

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

中图分类号：ＴＧ６６５文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３８８１（２０１３）７—１９２—３
ＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｕｓａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆＬａｓｅｒＣｌａｄｄｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｓｔａｔｕｓｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ，ｔｈｅｃｈｒａａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｒｏｃｅｓｓｍｅｔｈｏｄｓ，ｍａｔｅｒｉａｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂ－ｌｅｍｓｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓｉｎｈｅｔｆｕｔｕｒｅｗｅｒｅｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ；Ｐｒｏｃｅｓｓｍｅｔｈｏｄ；Ｃｒａｃｋ
激光熔覆技术研究现状及展望
王斌修，李成彪
（青岛理工大学机械工程学院，山东青岛２６６０３３）
摘要：通过研究激光熔覆技术的现状，综述了激光表面熔覆的特点、工艺方法、材料体系以及当前存在的问题，并展
望其应用前景和未来的研究重点。关键词：激光熔覆；工艺方法；裂纹
影响区小，工件变形小；（２）激光能量密度可调，
在确保基材极低稀释率的同时，能够保证熔覆层和基体间呈良好的冶金结合；（３）激光熔覆时，加热、冷却速度快，熔覆层晶粒细小、结构致密，能够获得较高的硬度和良好的耐磨、耐腐蚀性能；（４）光斑照射区域可通过导光系统进行处理，可对工件局部或难加工部位进行选区熔覆；（５）适用范围广，理论
激光熔覆技术是材料表面改性技术中的一种重要
料供应方法可分为合金同步法与合金前置法。
方法，它利用高能激光束（１０～１０Ｗ／ｃｍ），将具
有不同成分、性能的材料与基材表面快速熔化、扩展并迅速凝固，形成一层具有特殊物理、化学或力学性能的复合材料，从而获得基体所不具备的性能，如高硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及高温下的抗氧化性等，这种复合材料具备了熔覆材料和基体二者的优势，弥补了相互间的不足。采用该技术可使涂层与基体的结
２．２合金前置法
合方式由常规热处理中的机械结合变为冶金结合，从而更能胜任摩擦、磨损条件较为苛刻的场合。１激光熔覆技术的优点
与各种常规表面处理技术，如涂料涂层、电镀、
堆焊和等离子喷涂等相比，激光熔覆技术具有以下优点：（１）激光能量密度高，加热速度快，熔覆层热
ＷＡＮＧＢｉｎｘｉｕ．ＬＩＣｈｅｎｇｂｉａｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃｌａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ）
上几乎所有的金属、陶瓷材料都可通过激光熔覆将其
合金前置法是将待熔覆的合金材料预先涂敷在材
料表面，利用激光照射，使整个合金覆盖层和一薄层
熔覆到任何合金上。２激光熔覆技术的工艺方法与激光熔覆相关的工艺主要是材料表面预处理方法、熔覆材料供给方式、预热和后续热处理。熔覆材
２０１３年４月第４１卷第７期
机来自百度文库与液压
ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＵＣＳ
Ａｐｒ．２０１３
Ｖｏ１．４１Ｎｏ．７
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ３８８１．２０１３．０７．０５４
２．１合金同步法
合金同步法是指在激光照射基材的同时，通过专门的送料系统将熔覆材料送入激光作用区，使熔覆材料和基材同时熔化，继而冷却结晶形成合金熔覆层。该方法工艺过程简单，易控制和实现自动化，并且熔覆材料利用率高，实际生产中采用较多。文献［１］研制了一种适用于垂直面送粉激光表面强化的喷嘴，建立了一套完整的垂直面送粉激光强化系统，并使用该系统进行了垂直面送粉激光强化技术的研究，利用该系统能够确保垂直面送粉各方向的均匀性和激光熔覆熔池的良好惰性气体保护和光束折弯镜片的保护，很好地保证了熔覆层与基体的冶金结合和稀释率的关系。