激光熔覆技術是利用激光的高能量密度熔化加入的金屬合金粉末,并與微熔的基體表面層形成界面為冶金結合的涂層,進而顯著提升零部件的表面層耐磨性能、耐腐蝕性能和使用期限的增材制造技術。
高速激光熔覆是對普通激光熔覆技術的改進和提升,是在激光熔覆基礎上快速發(fā)展起來的一項新工藝,是增材制造行業(yè)領域革命性的突破,在技術上綜合了常規(guī)激光熔覆和熱噴涂二者的優(yōu)點。高速激光熔覆作為一種先進的綠色金屬表面處理技術,對傳統(tǒng)工藝如絲材堆焊、電鍍、熱噴涂、普通激光熔覆、等離子熔覆等有較強的替代優(yōu)勢,在工程機械、冶金、交通、電力、航天航空、國防、農業(yè)等領域有廣泛的應用。高速激光熔覆技術由德國弗朗合費研究所在2017年提出的,目前在國內剛起步不久,得到了國家的高度重視,2019年國家科技部將高速激光熔覆確定為代替電鍍的技術之一。
01高速激光熔覆技術的優(yōu)勢高速激光熔覆之所以受到廣泛重視,主要原因在于:和常規(guī)激光熔覆相比,高速激光熔覆具有加工效率高,加工精度高、后續(xù)加工成本低,對工件的熱輸入量很小,可減少工件變形等等優(yōu)勢。
(1)線速度可達100 m/min,大大提高了熔覆效率。直徑70 mm合金鋼基體,熔覆馬氏體不銹鋼材料,涂層厚度0.5 mm,搭接80%情況下,熔覆效率可達1.2 m2/h,整體加工效率為常規(guī)熔覆的3-4倍;
(2)熔覆層平整,可直接磨拋加工,不需車削工序,從而大大節(jié)省材料與加工成本;(3)可進行薄涂層熔覆(0.2 mm-0.3 mm),又可進行中、厚涂層熔覆(0.3 mm-4.0 mm),薄、厚兼顧,特殊情況下,亦可進行多層熔覆;(4)高速熔覆對工件的熱輸入小,工件熱變形小,可用于加工薄壁件、小型件;(5)稀釋率可控制<3%;(6)激光功率密度大,可以熔覆高熔點粉末材料;(7)可實現(xiàn)銅、鋁、鈦等有色金屬材料實現(xiàn)表面強化;(8)高速熔覆打破了常規(guī)熔覆的許多應用限制,應用領域廣,且是目前代替電鍍的唯一可行辦法。超高速激光熔覆涂層的基本性能表征——表面質量。超高速熔覆:高速激光熔覆后工件表面Ra~5-10 μm;熔覆后直接磨拋0.15-0.20 mm,表面可達鏡面,Ra≤0.4;常規(guī)激光熔覆:表面起伏大0.4-0.5 mm,后續(xù)加工:車削+磨+拋光。共同之處:(1)熔覆材料共通。常規(guī)激光熔覆可熔覆的材料,高速激光熔覆均可熔;部分常規(guī)激光熔覆不能熔覆的材料,如高熔點材料,高速激光熔覆可熔。
(2)都為冶金結合。但高速熔覆的涂層效果類似熱噴涂,表面平整。常規(guī)熔覆起伏較大。(3)工藝路線共通。常規(guī)激光熔覆工藝調整的關鍵點同樣是高速激光熔覆工藝調整的關鍵點。(4)應用領域一致。即常規(guī)激光熔覆可應用的領域高速激光熔覆均可應用,且常規(guī)激光熔覆部分無法應用的領域高速激光熔覆亦可以應用。通俗講就是常規(guī)激光熔覆能干的活高速激光熔覆可以干,常規(guī)激光熔覆不能干的活高速激光熔覆也可能可以干。
國產高速激光熔覆技術發(fā)展
發(fā)布時間:2025-05-26
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