1。2。1 激光熔覆
激光熔覆,亦称激光包覆或激光熔敷,是一种新的表面改性技术[12]。它的作用原理是在 基体材料的表面上加入覆层材料,利用激光束与高能量密度的激光束,使其与基体表面层形 成熔覆层,在基体表面形成涂层。是一种能够显著改善基层表面的耐热性能、耐蚀性能、耐 磨性能、抗氧化性能及电气特性的工艺方法,这种技术达到了表面改性或修补的目的,它不 仅符合材料表面的具体性质的要求,而且节省了大量的宝贵元素。激光熔覆材料包括粉末状、 丝状、膏状及金属板材和焊条等,其中应用最广的为粉末状材料。
影响激光熔覆层质量的因素主要有三种:基体材料,熔覆层材料以及加工参数(扫描速 率,激光功率等)。熔覆层与基体的热膨胀系数要满足同一性原则,其匹配原则[13]应为:
2(1) <<1(1)
E T E T
其中,1 -熔覆层的抗拉强度;2 -基体的抗拉强度; -两者热膨胀系数差值; T -熔覆温 度与室温的差值;E -熔覆层的弹性模量;-熔覆层的泊松比。熔覆层材料的熔点相对于基体 材料的熔点来说应该要适当[14],熔点过高或过低均会导致基体表面或熔覆层的过烧,且两者 熔点差距较大时几乎无法形成冶金结合。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
当前激光熔覆主要应用于以下三个方面: 一、材料的表面改性,如涡轮叶片、滚筒等;
二、工件的表面维修,如齿轮,模型模具等。相关数据显示,修复后的零部件强度能达 到 90%以上的原强度,修复成本小于 1/5 的更换价格,更为珍贵的是减少了维修所用的时间。 除此之外,对工件的较脆弱且重要的部位表面利用激光熔覆成形覆盖一层抗磨抗蚀合金,能 够有效地延长工件的使用寿命,且工件没有发生形变;
三、快速原型制造。将液相烧结制备的金属粉末的一层层地迭加,快速有效地直接制备 生成合金模型,是一种利用激光熔覆快速制造零件的技术。
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1。2。2 快速原型技术
快速原型技术[15]是用离散分层的原理制作产品原型的总称,其雏形源于 1892 年的一项利
用分层法构建地图的专利[16]。从 80 年代后期到现在,快速成型技术经历了快速发展,有了多 个不同分支。如光敏液相固化法(SLA)、3D 打印、选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔 化(SLM)等