激光熔覆技术的应用

   2018-12-20 47
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 激光熔覆技术作为材料表面改性技术的一个重要方向,已经经历了将近半个世纪的发展,现在已经进入到工业化生产中,在航空航天等诸多领域中都有广泛的应用,而且取得了很好的经济和社会效益,目前,激光熔覆的应用有以下几个方面:

1.航空航天领域的应用

  钛合金在航空航天领域广泛使用,主要用来制造高的强度/质量比、耐热和耐腐蚀的零部件。同时钛合金在应用过程中也存在许多不足之处,如摩擦因数大、耐磨性差等,如果在钛合金材料表面熔覆一层能增强材料表面特性的物质,同时利用激光熔覆技术,还可以降低成本、节约时间。AeroMet公司关于零件制造方面有了实质性突破,该公司生产的三个熔覆零件已被批准可以在实际飞行中使用。Toyota公司也利用激光熔覆技术在铝合金汽缸上熔覆铜基复合材料,提高了材料的耐磨能力。激光熔覆技术不仅能用于加工零部件,而且能用于修复零部件。在修复方面,激光熔覆可以获得高硬度、耐磨、耐蚀、耐高温的材料表面,这种技术生产效率高、环境污染小,属于绿色加工技术。RollsRoyce公司利用激光熔覆技术,对航空发动机叶片进行修复,同时把工件的开裂难题给解决了,工时也大大降低了。还有利用激光熔覆技术,在排气阀密封面熔覆合金涂层,熔覆层的硬度和耐磨性大大提高,而且避免了熔覆层中的开裂和气孔现象,同时耐腐蚀性也提高好几倍。

  2.汽车制造领域的应用在汽车制造方面,激光器可用于汽车车身的焊

  接和切割。激光熔覆技术最先适用于汽车零件方面,在排气门的密封面熔覆Stellite合金,通过磨擦磨损测试发现,熔覆层的耐磨性能提高6倍。利用激光熔覆技术可以熔覆耐磨性、耐热性强的材料表面,还可以应用在汽车发动机气门、气门座圈密封锥面等以及排气阀、换向器、齿轮等零部件上。

  3.石油领域的应用

  因石油开采现场的工况条件比较差,许多金属零部件长期处于承受重载状态,同时还有严重的腐蚀和磨损现象,导致金属零部件易损害,这就大大降低了零部件的使用寿命。所以金属零部件需要具有高硬度、高强度、高耐蚀性等各种性能,才能长期应用于恶劣的环境。我国在钻采机械方面利用激光熔覆技术并取得了很大的成果。

  4.模具和轧辊领域的应用

  模具激光表面熔覆技术经过近年来的发展,现已逐步走向实用阶段,许多设备的生产率和产品都由模具的使用寿命决定,目前熔覆技术应用在模具的表面强化和修复方面,激光熔覆技术可以改善模具钢的特性,使熔覆层表面硬度高、耐磨性强和抗高温能力强,从各个方面提高模具的使用寿命。赵宏运等在模具表面熔覆一层陶瓷层,使熔覆层硬度和耐磨性都有明显提高。轧钢机导向板就是利用激光熔覆技术在导向板上熔覆一层保护层,使材料表面形成高温耐磨涂层,这种导向板与普通碳钢导向板相比,其耐磨性大大提高了,同时耗材少、生产率高。轧辊是轧钢工业中损耗较严重的工具,它也是轧钢机中很重要的部件,轧辊质量的好坏对轧板、带材的质量和产量都有直接的影响,所以轧辊的表面材料有很好的特性非常重要,利用激光熔覆技术也可以满足这一要求。

  5.生物医用领域的应用

  不锈钢、钛及其合金具有高硬度、高强度、高耐蚀性等各种性能,所以在生物医用领域受到关注,一些方面已经应用,但因其耐蚀性和生物相容性较差,以及金属离子潜在的毒副作用,使不锈钢、钛及其合金材料在机体中的应用受到了极大的限制,因此,激光熔覆技术在生物医用领域的应用还有待进一步的研究和发展。

 

 
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