激光熔覆制备复合材料的研究现状及进展

中图分类号:TG156文献标识码:A

所谓熔覆,是一种焊接技术发展出来的一种连接技术,能够将不同的材料连接在一起,形成一种新型的复合材料,具备更为优良的性状和性能。利用不同金属材料之间的不同熔点,通过加热处理和一些其它工艺的处理,使论文网熔覆材料熔化,然后迅速凝固,从而实现与基体材料之间的牢固结合。通过激光熔覆技术制备复合材料,能够极大的提升材料的整体性能,从而满足更高的应用需求。

一。激光熔覆制备复合材料的基本原理

激光熔覆技术是一种较为先进的加工技术,其指的是对不同金属材料之间进行冶金结合,从而强化基体材料的表面性能。在实际工作当中,对基体金属表面利用能量密度较高的激光束进行照射。通过这种方式使材料迅速的熔化。扩展。凝固,从而在基体材料表面形成冶金结合的材料,提升材料的力学性能。化学性能和物理性能,增强基体材料表面的耐腐蚀。抗氧化。耐磨。耐热等方面的能力。

在激光熔覆制备复合材料采用的工艺方法中,根据不同的激光熔覆填料方式,主要可以分为同步送粉法。预置法等。其中,同步送粉法主要是在基体表面上,同步放置激光束和熔覆材料,同时进行熔覆和供料的操作。在同步送粉法当中,主要的熔覆材料是粉末,同时也可采用薄板材。线材等进行同步送料。而在预置法当中,是先在基体材料表面中的熔覆部位上放置熔覆材料,然后利用激光束对其进行扫描照射,使其迅速熔化。凝固[1]。通过这种方式,在基体材料表面,就熔覆上了熔覆材料。在预置法当中,通常采用板材。丝材。粉末等形式来添加熔覆材料,而粉末形式则是最为主要的形式。

二。激光熔覆制备复合材料的主要优势

与其它的涂层技术相比,激光熔覆制备复合材料有着很多方面的优势。在激光的强烈作用下,在基体材料和熔覆材料当中,其表层能够在小范围内迅速的进行熔覆。该技术对基体材料只具有很小的热影响区域,不容易引发熔覆工件的形变,因而具有很高的熔覆成品率。通过激光熔覆制备的复合材料,在熔覆层当中具有细小弥散的晶粒,能够使熔覆层的硬度得到极大的提升。同时,还能够有效的提高材料的耐腐蚀性能和耐磨性能,对于基体材料的表面性能有着极大的优化和改善作用。由于该技术采用了高能激光束,具有很短的作用时间,并且熔覆层只产生较低的稀释率,因此基体材料只会发生很小量的熔化。

为了能够进一步提升材料表面的性能,可以将材料表面的熔覆率进行降低,以实现在耗材较低的情况下,取得更高的效益和效果。尤其是在熔点较低的金属表面,对熔点较高的合金进行熔覆时,激光熔覆技术是最适合不过的。由此可见,激光熔覆制备复合材料具有十分广泛的熔覆层材料选择范围。此外,激光熔覆制备复合材料还能够轻易的实现自动化控制,从而得到表面性能更加稳定的熔覆材料,对于熔覆的厚度。成分等参数,也更加容易进行控制。

三。激光熔覆制备复合材料的应用问题

激光熔覆制备复合材料经过数十年的不断发展和研究,目前已经在很多工业化生产领域当中得到了良好的应用,例如航空航天。石油钻采机械。生物医用。模具轧辊表面改性处理。汽车制造等领域。但是在实际应用当中,仍然存在着很多的问题。在评价激光熔覆制备复合材料质量的过程中,首先要检测材料的外观形貌。裂纹。稀释率。气孔。表面不平度等问题。然后需要对材料的性能。熔覆值等进行检测。而在实际生产当中,熔覆层质量的控制具有较大的难度,非常容易产生裂纹。对此,基材热膨胀系数。熔覆层热膨胀系数,以及二者之间的匹配问题十分重要。因此,应当对其进行适当的选择与分配。通常来说,在基体材料和熔覆层之间,应当满足热膨胀系数的同一性原则,也就是说在二者之间,热膨胀系数应当无限接近,这样才能够有效的避免激光熔覆层的剥落和裂纹现象。

四。激光熔覆植被复合材料的发展前景

对于当前工业领域当中的表面处理技术来说,激光熔覆技术是一种十分良好的技术,经过长时间的不断发展和应用,也取得了很大的成果。但是在实际应用中,仍然面临着很多位置的问题,例如熔覆层残余应力及裂纹。熔覆技术自动化与信息化。熔覆材料选取规则设计。数值分析理论模型建立。以及相关的基础理论研究等问题,都需要进行进一步的研究和探讨。

结语

激光熔覆技术是一种十分高效的复合材料制备技术,通过激光束照射的方式,使材料迅速熔化,然后凝固,从而熔覆在基体材料表面当中,形成性能良好的复合材料。不过在实际应用中,激光熔覆制备复合材料仍然存在着一定的问题,因此需要不断的对其进行研究和完善,从而使其能够发挥出更为良好的效果。

激光熔覆制备复合材料的研究现状及进展