镁合金铸造缺陷的激光修复

镁合金铸件常存在气孔、夹杂等缺陷，而这些缺陷通常是零件加工到要求的尺寸后才被发现，因此导致镁合金铸件成品率很低。在镁合金缺陷的修复过程中，面临以下几方面的问题：

（1） 粗晶问题：镁的熔点低（651℃），但因为镁导热快，所以必须采用较大功率的热源，这使得镁合金易产生过热和晶粒长大。

（2） 氧化和蒸发：镁的活泼性极高，在高温下易被氧化形成氧化镁，其熔点高（2500℃），密度大（3.2g/cm3），在熔池中易形成细小片状的固态夹渣。而且，镁合金在没有隔绝氧的情况下，还容易燃烧。在高温下镁还容易和空气中的氮化合生成镁的氮化物，使熔区性能在冷却后变坏。镁的沸点不高（1100℃），高温下，镁很容易蒸发。所以镁合金在熔化时需要严格加以保护。

（3） 热应力：镁及其合金热膨胀系数较大，约为钢的2倍，铝的1. 2倍，所以，易引起较大的热应力，加剧裂纹的产生和引起工件变形。

（4） 裂纹：镁容易与一些合金元素（如Cu、Al、Ni等）形成低熔点共晶，所以脆性温度区间较宽，易形成热裂纹。

（5） 气孔：容易产生氢气孔，氢在镁中的溶解度随温度的降低而急剧减少，当氢的来源较多时，出现气孔的倾向是较大的。#p#分页标题#e#

（6） 热源的控制：采用的热源必须有足够的能率，否则在加热时，热量会迅速向基体传导，轻则熔化层过深，重则整个基体熔化。

这使得镁合金的修复较之普通材料实现起来更为困难。

本公司采用波长为1.06μm的YAG激光，在专用气帘的保护下，有效避免了激光加工过程中，镁合金的氧化，成功实现了镁合金的激光修复。下图分别为单道和多道激光修复的形貌照片。从横断面分析来看，与修复层无气孔和裂纹、与基材呈良好的冶金结合，且对基材的热影响极小。

应用领域：镁合金铸件缺陷的修复，如笔记本外壳、镁合金仪表盘、镁合金汽车零部件等。

铜合金的激光熔覆

铜具有很好的传导性以及较好的机械性能，因而铜合金是工业中不可缺少的金属材料，在电力电器、机械制造、航空航天等行业得到了广泛的应用。近几年来，铜价的大幅度攀升进一步提高了铜合金零部件的成本，随着科学技术日新月异的发展，迫切需要改进铜合金材料的性能，要求在保证高导热性能或者高导电性的条件下，提高其硬度、耐磨性和抗电弧烧蚀性等。因此表面改性是延长铜合金零部件使用寿命、降低其使用成本的有效途径。

目前，已有多种表面强化方法（电镀、化学镀、陶瓷强化、复合强化等），但是其又存在着各自的优点、缺点，如：镀层较厚、容易脱落、对环境有污染等，所以表面强化的技术需要进一步的改善和提高。激光表面技术为克服这些技术的难点提供了新的能量源和解决思路。

但是铜合金表面激光熔覆技术仍然存在着自身的问题：

1）铜合金的导热性能良好、比热容小、浸湿性能差、表面有坚硬的氧化膜，对光斑的反射率较大，这就使得激光产生的热量在其表面不易停留，直接熔覆功能涂层难以实现；

2）铜合金基体与涂层的材料体系之间的性能差别很大，使用过程中的界面失效问题要得到一定的重视，在中间要有相应的过渡层连接；

3）涂层内韧性不足，热裂和应力等缺陷存在于涂层内部。

本公司采用了脉冲YAG激光成功地实现了铜合金表面改性，为提高铜合金的耐磨性提供了有效途径。