技术背景
激光熔覆的原理: 利用激光束使某种特殊性能的材料熔覆在基体材料表面与基材相互熔合,形成与基体成分和性能完全不同的合金熔覆层。比如激光修复就是利用高能量密度的激光束,在因磨损而失效的工件表面上熔着一层合金,使工件恢复原貌,具有达到或者超过原来的使用性能。熔覆过程是熔覆材料的冶金过程,基体表面微熔使得熔覆材料和基体达到冶金结合。
激光熔覆可以达到表面改性、修复或再制造的目的,可以修复材料表面的缺陷,如孔洞、裂纹等,恢复已经磨损零部件的几何尺寸和表面性能,满足特定的性能要求,不仅能够挽回报废的损失,也能节约大量的材料及贵金属。
△激光熔覆效果图
技术优势
激光熔覆作为一种表面修复和增材制造技术,具有以下几个优势:
1、高精度:激光束的聚焦和控制能够实现高精度的涂层形成,可精确控制涂层的厚度、形状和尺寸,适用于复杂的工件表面。
2、低热影响区:激光熔覆过程中熔化和凝固速度非常快,熔化区和热影响区相对较小,从而减少了对基板材料的热影响和变形的风险。
3、良好的冶金连接:激光熔覆可以将涂层与基板材料实现良好的冶金连接,涂层与基板之间无明显的裂纹和界面。
4、卓越的涂层质量:激光熔覆能够实现高密度、致密、均匀的涂层,减少了气孔、缺陷和杂质的产生,提高了涂层的抗腐蚀、耐磨、耐高温等性能。
5、灵活性和适应性:激光熔覆适用于各种金属、合金和复合材料,能够实现对不同材料的涂覆,满足不同领域的需求。
6、节约材料:激光熔覆是一种局部加热和凝固的过程,只在需要涂覆的区域投入材料,可以最大限度地减少材料的浪费和成本。
7、可修复性能:激光熔覆可以用于修复受损的零件表面,提高其功能性和可靠性,延长其使用寿命。
技术应用
激光熔覆技术在当前社会得到了广泛的应用,涵盖了多个领域和行业。以下是激光熔覆技术在当下社会的一些应用示例:
航空航天行业:激光熔覆可用于修复受损的航空发动机叶片、涡轮叶片和燃烧室等关键零件的表面。通过熔覆技术进行修复,可恢复零件的功能性能,并延长使用寿命。
汽车制造业:激光熔覆可以提高汽车发动机和变速器等关键零件的表面硬度、耐磨性和耐蚀性。例如,在汽车气缸内壁涂覆陶瓷材料,可以减少摩擦和磨损,提高汽车发动机的效率和寿命。
能源行业:激光熔覆可应用于能源设备的表面保护和修复,如发电设备的涂层保护、核电站的关键部件修复等。通过增加涂层的耐磨性和耐腐蚀性,可以提高能源设备的可靠性和效率。
模具制造业:激光熔覆可以修复受损的模具表面,并提高其耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命。这对于保护模具的精度和质量起到关键作用,并节约了模具更换的成本。
船舶制造业:激光熔覆可用于修复船舶的螺旋桨、艉轴、船体等关键部件的表面。通过增加表面的硬度和耐蚀性,可以提高船舶的性能和耐久性。
医疗器械制造业:激光熔覆可以制造医疗器械的关键部件,并提供高精度的涂层保护。例如,人工关节、牙科种植物的表面涂覆,可以提高其生物相容性和耐用性。
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