微束等离子熔覆机使用的是比弧焊机热量更集中的一种电离弧——等离子束,因此 它的加热速度很快,为了使离子束不分散,一般使用高压缩比孔径,小电流,这样可以 控制基体温度,让它保持不是很高的温度,避免退火时过冷度较大,使其产生变形。虽 然等离子束加热速度很快,还是比 YAG 激光器低得多。因为等离子熔覆为不间断工作, 所以基体冷却相对于激光熔覆就慢得多,形成的热影响区也比激光熔覆深,所以较适用 于需要释放应力的材料的熔覆[18]。
3 磁控溅射技术
磁控溅射法又称为高速低温溅射法,是一种非常有效的表面薄膜沉积方法,它具有 溅射速率高、基片温度低、可控性和重复性好、镀膜层与基材的结合力强,镀膜层致密 均匀、成分容易控制等优点[19]。
4 高速电弧喷涂技术
高速电弧喷涂技术是在原电弧喷涂的基础上加以改进,将熔融金属雾化后,通过特 殊喷嘴以高速喷射到基材表面后快速凝固。高速电弧喷涂技术具有设备简单,涂层组织 致密,经济简单等特点[20]。
5 激光熔覆技术的优缺点
(1) 激光熔覆技术的优点 与堆焊、等离子、热喷涂等传统的表面改性技术相比,激光熔覆技术在提高工件的
耐磨性、抗腐蚀性、硬度等方面有显著的优势。激光熔覆技术已在磨具修复、汽车加工 等行业得到了广泛的应用,其主要有以下特点:
1、冷却速度极快(高达 106℃/S) ,熔覆层结构致密、组织细小,能大幅提高零件 表面的耐磨耐腐蚀、硬度、耐疲劳等机械性能。
2、较小的热输入和畸变,涂层的稀释率低(一般为 5-8%) ,涂层与基体呈良好冶 金结合。
3、几乎无任何对粉末选择方面的限制,尤其适合将高熔点合金材料熔覆在低熔点 金属的表面。
4、局部受损的大型废品件可用激光熔覆技术修复,大量降低加工成本,熔覆时可 选择局部区域进行,消耗材料少,性价比十分优越。
对人力难以接近的区域能实现光束瞄准,进行熔覆,激光熔覆的柔性很好[21]。
(2) 激光熔覆技术存在的问题
1、气孔的产生 由于熔池的快速熔凝,气体来不及从熔池中逸出而形成气孔。对于非自熔性合金,
因缺少硼、硅元素的脱氧造渣,气孔极易在涂层中生成。另外,使用粘结法预置涂层材 料,在激光加热过程中同样会有气体生成,最终形成气孔。通常情况下,虽然气孔不可 避免,但可采取一些措施来控制。
2、裂纹的产生 在成型过程中,激光熔覆时冷却速率极大,再加上有时工艺控制不当,参数选择不
匹配,很容易导致裂纹的产生,只能报废处理已成形的金属零件,加大成本[22]。