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激光熔覆国内外研究现状(2)

时间:2022-07-14 23:01来源:毕业论文
由于不锈钢、钛及其合金都具有高硬度、高强度、高耐蚀性等性能,所以在 生物 医用领域受到关注。一些方面已经在应用,可因其耐蚀性和生物相容性较

由于不锈钢、钛及其合金都具有高硬度、高强度、高耐蚀性等性能,所以在生物医用领域受到关注。一些方面已经在应用,可因其耐蚀性和生物相容性较差和金属离子潜在的毒副作用致使钛及其合金材料、不锈钢在机体中的应用受到了极大的限制。所以,还得更大程度地研究和发展激光熔覆技术在生物医用方面的应用。

通过上面的所述,虽然在很多方面已广泛应用激光熔覆技术,可是还存在一些难以解决的技术问题。在激光熔覆过程中,由于不能很好的控制涂层质量而使表面生成裂纹。这几年很多研究都致力于涂层与基体热膨胀系数是否匹配,这就很需要熔覆材料的正确选择和熔覆材料分配,也都是为了解决上面提到的会产生裂纹的难题。一般状况下,基体材料和涂层材料要保持极其高度统一的热膨胀系数匹配,只有这样才能保证涂层的开裂以及剥落等问题不会发生。更有一些研究人员表达了他们对于陶瓷与金属的相容性问题的看法。这就要求正确选取能够产生反应的金属与陶瓷材料。再者就必须得选择两者的反应的生成物要与基材本身具有非常好的相容性。试着从微观角度上分析,这也就是经常所说的生成物与基材的晶体结构要十分相似并且要具有相近的晶格常数等。

    激光熔覆工艺参数主要包括扫描速度、送粉率,送粉气流量,保护气气流量,热输入,激光功率涂层材料的添加方式和激光的光点直径等。以上提到的一系列工艺参数为激光涂层的宏观和微观质量的关键的决定性因素。当下的工艺参数的取主要是通过试验归纳为主。文献[14]研究了宽带激光熔覆工艺参数对梯度生物陶瓷涂层显微组织与烧结性的影响。结果表明:当激光直径和扫描速度不变情况下,涂层致密度的变化和激光功率的关系是逆变化,也就是功率增加致密度反而减小。相比之下,孔隙率则和功率呈正相关。当功率达到2。3 kW时,涂层致密度和孔隙率非常地低。当降至2。9kW时,涂层组织致密度差,而孔隙率却高达21。32%。另一方面,通过生物陶瓷的涂层显微硬度分析,当激光功率达到2。3kW时,显微硬度最高值大概能达到1100HV。文献[15]研究表明,当激光比能是11。02kJ/cm2时,将NiCrBSi:TiC=1:l的1 mm厚涂层熔覆在钛合金表面熔,就能够得到外表连续、里层没空隙与断裂的涂层。试验结果分析显示,粉末的类型、晶粒度与数量有差异,使得熔覆工艺参数就会有较明显的差异。

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