激光熔覆技术..ppt

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1、激光熔覆技术简介演讲人：李航学号：2111302042激光熔覆技术简介激光熔覆技术激光熔覆技术国内外研究现状激光熔覆技术发展趋势结论参考文献激光熔覆技术激光熔覆技术又叫激光再制造技术、激光修复技术，一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。激光熔覆技术是利用激光和纳米材料对各类零件进行合金强化处理的新兴技术，处理后能够显著提高其表面的硬度和耐磨性，延长零件的使用寿命。激光熔覆技术尽管激光熔覆技术是由上个世纪60年代提出，并于1976年诞生了第一项高能激光熔覆的专

2、利。但由于这门学科是涉及光、机、电、物理、化学、材料、计算机等的跨学科的高新技术，它的发展必然要依靠其他技术的成熟而发展。激光熔覆技术得到发展，还是近期随着大功率激光器的成熟与普及使激光熔覆技术走出了实验室开始了工业推广应用。应用于激光熔覆的材料应用于激光熔覆的材料较为广泛。目前已成功开展了在不锈钢、模具钢、可锻铸铁、灰口铸铁、铜合金、钛合金、铝合金及特殊表面钴基、镍基、铁基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。其中激光熔覆铁基合金粉末适用于要求局部耐磨，而且容易变形的零件。镍基合金粉末适用于要求局部耐磨、耐热、耐腐蚀及抗热疲劳的构件。钴基合金粉末适用于要求耐磨、耐腐蚀及

3、抗热疲劳的零件。陶瓷涂层在高温下有较高的强度、热稳定性好、化学稳定性高，适用于要求耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化性的零件。激光熔覆设备激光熔覆工艺激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。激光熔覆工艺流程预置式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---预置

4、熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。同步式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。激光熔覆工艺参数激光熔覆的工艺参数主要有激光功率、光斑直径、熔覆速度、离焦量、送粉速度、扫描速度、预热温度等。这些参数对熔覆层的稀释率、裂纹、表面粗糙度以及熔覆零件的致密性等有很大影响。各参数之间也相互影响，是一个非常复杂的过程，须采用合理的控制方法将这些参数控制在激光熔覆工艺允许的范围内。激光熔覆的主要工艺参数激光功率：激光功率越大，融化的熔覆金属量越多，产生气孔的概率越大。随着激光功率增加，熔覆层深度增加，周围的液体金属剧烈波动，动态

5、凝固结晶，使气孔数量逐渐减少甚至得以消除，裂纹也逐渐减少。当熔覆层深度达到极限深度后，随着功率提高，基体表面温度升高，变形和开裂现象加剧，激光功率过小，仅表面涂层融化，基体未熔，此时熔覆层表面出现局部起球、空洞等，达不到表面熔覆目的。激光熔覆的主要工艺参数熔覆速度：熔覆速度V与激光功率P有相似的影响。熔覆速度过高，合金粉末不能完全融化，未起到优质熔覆的效果；熔覆速度太低，熔池存在时间过长，粉末过烧，合金元素损失，同时基体的热输入量大，会增加变形量。激光熔覆的主要工艺参数光斑直径：激光束一般为圆形。熔覆层宽度主要取决于激光束的光斑直径，光斑直径增加，熔覆层变宽。光斑尺寸

6、不停会引起熔覆层表面能量分布变化，所获得的熔覆层形貌和组织性能有较大差别。一般来说，在小尺寸光斑下，熔覆层质量较好，随着光斑尺寸增大，熔覆层质量下降。但光斑直径过小，不利于获得大面积的熔覆层。激光熔覆的两大主要作用修复作用激光熔覆的两大主要作用修复前和修复后对比激光熔覆的两大主要作用成本的节约例如：1.如果一个工件需要得到钛的性能，但是用钛合金材料制造整个工件成本又太高，有了激光熔覆就可以把钢作为工件的材料，然后再工件上熔覆一层钛合金，这样就既节约了成本又使工件具有钛的性能。2.在电触头行业，在铜基体上激光熔覆厚度小于0.02mm粉末银涂层代替对人体有害的电镀工艺，减

7、少对贵重金属的浪费，生产效率大大提高。国内研究现状我国激光熔覆加工的研究始于上世纪90年代初期，从九十年代后期至今一直保持高涨的研究热情，研究范围广泛，目前仍有大幅增长的趋势，研究内容主要涉及以下方面：1.激光熔覆同轴送粉器以及利用CCD红外检测激光熔覆温度场的研究。2.激光熔覆制备耐磨涂层。3.激光工艺参数的研究。激光熔覆的两大主要作用修复前和修复后对比国外研究现状国外对激光熔覆加工始于上世纪80年代，比我国早十年左右的时间，国外的研究主要集中在下面三个地区：1）欧洲（德国、英国、芬兰、法国、瑞典、葡萄牙）2）北美（美国）3）亚洲（日本、澳大利亚、