激光熔覆技術(shù)是一項(xiàng)新興的表面改型技術(shù)。具有較低稀釋率、熱影響區(qū)小、與基面形成冶金結(jié)合、熔覆件扭曲變形比較小、過程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。激光熔覆技術(shù)應(yīng)用到模具表面處理上,可以極大提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕、耐疲勞等機(jī)械性能,極大提高材料的使用壽命。同時(shí),還可以用于修復(fù)模具,大量節(jié)約加工成本。
激光熔覆
激光熔覆興起于20世紀(jì)80年代,是一種先進(jìn)的激光表面改性技術(shù)。它通過預(yù)置或同步方式在基材表面添加具有特定功能的熔覆材料,利用高能量密度(104~106W/cm2)的激光束照射熔覆材料,使之與基材表面薄層一起熔凝成為冶金結(jié)合的添料熔覆層,顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化和抗疲勞等性能。
與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比,激光熔覆具有下列優(yōu)點(diǎn):
1)熔覆熱影響區(qū)小,工件變形小,熔覆成品率高。
2)熔覆層稀釋率低,基材的熔化量小, 對(duì)熔覆層的沖淡率較低。
3)層晶粒細(xì)小,組織結(jié)構(gòu)致密,故其物理和化學(xué)特性比較好(如硬度一般相對(duì)比較高,耐磨損、耐腐蝕等性能也比較好)。
4)涂層與基體結(jié)合好,熔覆質(zhì)量穩(wěn)定。
5)適合熔覆材料多、粒度及含量變化大。
6)激光熔覆過程易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
激光熔覆的材料
目前,利用激光熔覆技術(shù)可以制備鐵基、鎳基、鈷基、鋁基、鈦基、鎂基等金屬基復(fù)合材料。從功能上分類:可以制備單一或同時(shí)兼?zhèn)涠喾N功能的涂層如:耐磨損、耐腐蝕、耐高溫等以及特殊的功能性涂層。從構(gòu)成涂層的材料體系看,從二元合金體系發(fā)展到多元體系。多元體系的合金成分設(shè)計(jì)以及多功能性是今后激光熔覆制備新材料的重要發(fā)展方向。
激光熔覆工藝流程