Lāzera apšuvuma iekārtu darba ierīce galvenokārt ietver lāzeru, padeves ierīci, apšuvuma sprauslu, apstrādes platformu un vadības sistēmu. Visai lāzera apšuvuma iekārtai apšuvuma sprauslu ierīce ir vissvarīgākā visa aprīkojuma sastāvdaļa, tās galvenā loma ir lāzera stara pārraide, fokusēšana, pārveidošana un apšuvuma pulvera sinhronā pārraide. Apšuvuma sprauslas galvenās tehnoloģijas ir lāzera formēšana un pārveidojoša fokusēšana, apšuvuma materiālu pārraide un injekcijas konverģence un optisko materiālu savienošana. Otrais ir lāzers, un tagad galvenie izmantojamie lāzeri ir oglekļa dioksīda lāzeri, YAG lāzeri un pusvadītāju lāzeri. Oglekļa dioksīda lāzers tagad ir visplašāk izmantotais lāzers Ķīnā, un ar to ir vieglāk sasniegt lielu jaudu, taču tā trūkumi ir pārāk liels apjoms un liels vienības enerģijas patēriņš. Pateicoties tehnoloģiju attīstībai, YAG lāzeru izmantošanas līmenis pastāvīgi palielinās, kas var nodrošināt šķiedru pārraidi un uzlabot detaļu elastību. Pusvadītāju lāzeru priekšrocības ir augsts elektrooptiskais konversijas ātrums, zema aprīkojuma cena, mazs izmērs, zemākas uzturēšanas izmaksas, piemērotāks lietošanai un virkne priekšrocību.
Lāzera apšuvuma priekšrocības un trūkumi
1. Lāzera apšuvuma priekšrocības
Lāzera apšuvumam parasti ir augsta cietība, nodilumizturība, izturība pret koroziju, izturība pret oksidēšanu un citas īpašības, jo īpaši izturība pret koroziju, kas lieliski palīdz pagarināt materiālu kalpošanas laiku, ietaupīt dārgus metālus, taupīt resursus un nerada vides piesārņojuma problēmas. Salīdzinot ar citām tradicionālajām substrāta virsmas modifikācijas metodēm, no lāzera apšuvuma veidotā apšuvuma slāņa atšķaidīšanas ātrums ir zemāks (parasti 5% ~ 8%), un ir viegli izveidot plānāku apšuvuma slāni. Šīs metodes izmantošana ne tikai samazina izmaksas, bet arī uzlabo apšuvuma efektivitāti. Lāzera apšuvumam ir nelielas siltuma ietekmes zonas un nelielas deformācijas īpašības, un tā dzesēšanas ātrums ir ļoti ātrs (102 ~ 106 K/s), kas mēdz veidot blīvas struktūras. Šobrīd lāzera apšuvuma process tiek kontrolēts ar datoru, izmantojot digitālo un pilnībā automatizēto vadību, un procesa parametri darbības procesā ir stabilāki, sagatavotais apšuvuma slānis ir vienmērīgāks un kļūdu līmenis ir mazāks. Lāzera apšuvums tiek plaši izmantots kosmosa, elektroenerģijas, automašīnu, kuģu, naftas un citās jomās. Lāzera apšuvuma tehnoloģija var būt gandrīz jebkura metāla vai keramikas materiāls uz metāla vai sakausējuma.
2. Lāzera apšuvuma nepilnības
(1) Viegli veidojamas poras. Apšuvuma procesā gāze izkusušajā baseinā ir pārāk vēlu, lai izvadītu, kas novedīs pie poru veidošanās apšuvuma slānī. Pašplūstošajam substrātam, jo tajā ir liels daudzums silīcija-bora deoksidētāja, deoksidācijas reakcija vispirms notiks apšuvuma procesā, veidojot atbilstošus borsilikāta savienojumus, kas var izolēt gaisu. Kad apšuvuma sildīšanas laiks ir pietiekami ilgs, deoksidācijas reakciju var veikt pilnībā un neveidosies gāzes caurumi. Tomēr lāzera apšuvuma sildīšanas laiks ir īss un dzesēšanas ātrums ir ātrs, un deoksigenācijas reakcija nav pietiekama, tāpēc šie deoksidētāji nevar radīt efektu, un ir viegli veidot poras. Vispārīgi runājot, no stomatiem ir gandrīz grūti izvairīties, un tos var kontrolēt tikai ar dažiem pasākumiem. Izplatītas metodes ietver sakausējuma pulvera oksidēšanās novēršanu pirms lietošanas, apšuvuma materiāla žāvēšanu pirms lietošanas un tā tālāk.
(2) Viegli uzlauzt. Apšuvuma procesā kušana, sacietēšana un dzesēšana notiek īsā laika periodā, un saglabāsies dažādi spriegumi, piemēram, termiskais spriegums un struktūras spriegums. Turklāt, ja procesa parametri ir iestatīti nepareizi, radīsies arī plaisas. Atbilstoši esošajiem pētījumu rezultātiem ir vairākas metodes, kā novērst plaisas apšuvuma procesā: Saprātīgs apšuvuma materiālu sastāvs. Pareiza procesa parametru un apšuvuma tehnoloģijas izvēle. Uzklājiet uz pamatnes virsmas pārklājumu, lai uzlabotu apšuvuma slāņa mitrināmību. Apšuvuma process ir optimizēts, pamatojoties uz apšuvuma slāņa sprieguma iedarbības īpašībām.
(3) Vienotu standartu trūkums. Lāzera apšuvuma materiāli nav veidojuši īpašu materiālu sistēmu, un nav vienota standarta apšuvuma materiālu izmantošanā, kā rezultātā palielinās izmaksas un samazinās ekonomiskie ieguvumi. Turklāt vienota procesa parametru standarta trūkums apgrūtina saziņu starp laboratorijām un uzņēmumiem.
Uzlabot virsmas korozijas izturības lāzera apšuvuma materiālu izvēli
Apšuvuma materiāls ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē apšuvuma slāni. Apšuvuma slāņa veiktspēju galvenokārt nosaka apšuvuma materiāls. Kopš lāzera apšuvuma tehnoloģijas parādīšanās, apšuvuma materiāla izvēlei pētnieki ir pievērsuši lielu uzmanību.
1. Pašplūstošs sakausējuma pulveris uz Ni bāzes
Paškūstošajam pulverim uz niķeļa bāzes ir laba izturība pret koroziju, un tā cena ir mērenāka, tāpēc tas ir arī visvairāk izmantots pētījumos. Tas ir piemērots pamatnēm, kurām jāuzlabo karstumizturība pret koroziju, un šajā posmā to var iedalīt Ni-B-Si un Ni-Cr-B sakausējumu sērijās. Niķeļa saturs ir aptuveni 75%, hroma saturs ir aptuveni 15%, bet silīcija un bora saturs ir aptuveni 6%. Sintezētajam sakausējuma pulverim ir ne tikai ievērojami augstāka izturība pret koroziju, bet arī salīdzinoši augsta izmaksu veiktspēja.
2. Pašplūstošs sakausējuma pulveris uz kobalta bāzes
Kobaltam pašam ir laba izturība pret koroziju, un sakausējuma pulverim, ko veido kobalts un hroms, ir karbīdi, piemēram, Cr7C3, un borīdi, piemēram, Cr2B. Kobaltam ir laba izturība pret koroziju, hromam ir arī laba oksidācijas izturība, tāpēc no materiāla īpašību viedokļa tas ir piemērots korozijas izturībai ar lāzera apšuvuma materiālu, kā arī satur niķeli, hromu, oglekli un dzelzi, bet arī ir plaisu rašanās samazināšanas priekšrocība. Chabrol et al. eksperimentos tika atklāts, ka kobalta materiāliem ir priekšrocības, uzlabojot saskarnes sprieguma stāvokli un palielinot saites stiprību. Tomēr tā izmaksas ir salīdzinoši augstas salīdzinājumā ar citiem materiāliem.
3. Pašplūstošs sakausējuma pulveris uz dzelzs bāzes
Dzelzs bāzes paškušanas sakausējuma pulveris galvenokārt tiek izmantots čugunā un tēraudā ar zemu oglekļa saturu, un tā lielākā priekšrocība ir zemā cena un nodilumizturība. Bet to ir ļoti viegli oksidēt, pat ja bora, niķeļa, hroma un citu elementu pievienošana nevar kompensēt tā vieglās oksidēšanās īpašības. Tāpēc tā kā korozijizturīga apšuvuma materiāla daudzpusība ir slikta.
Rezumējot, iepriekšminētajiem trīs sakausējuma pulveru veidiem ir savas priekšrocības un trūkumi, un tie jāizvēlas atbilstoši faktiskajai situācijai, korozijas izturības jomā, ņemot vērā korpusa izmaksu veiktspēju, uz niķeļa bāzes izgatavots pašplūstošs sakausējuma pulveris ir piemērotāka izvēle.
4. Cita metāla pulveris
Papildus iepriekšminētajiem trīs metāla pulvera veidiem ir arī vairāki citi materiāli, piemēram, titāna bāze, vara bāze, alumīnija bāze, magnija bāze un hroma bāze, kā arī intermetālisku savienojumu apšuvuma materiāli. Šo materiālu īpašās īpašības tiek izmantotas, lai sasniegtu dažādas funkcijas, piemēram, izturību pret koroziju, oksidācijas izturību, nodilumizturību utt. Piemēram, pētnieki caur lāzeru nosūtīja alumīnija pulveri uz pamatnes virsmu, kā arī ieguva pārklājumu. ar labu sniegumu. Ir arī pulveris uz magnija bāzes, kas vairāk tiek izmantots magnija sakausējuma lāzera apšuvumam kā substrāts, lai magnija substrāta virsmas izturība pret koroziju būtu ievērojami uzlabota, īpaši eksperimentā, pētnieks izmantoja nātrija hlorīda šķīdumu. veikt korozijas testus un konstatēts, ka tā izturība pret koroziju ir ievērojami uzlabojusies.
5. Keramikas pulveris
Keramikas pulveris galvenokārt ietver oksīda keramikas pulveri un silicīdu keramikas pulveri, starp kuriem oksīda keramikas pulveri bieži izmanto lāzera apšuvumā. Tā kā tas var efektīvi uzlabot matricas nodilumizturību, izturību pret koroziju un oksidācijas izturību, to bieži izmanto kā korozijizturīgu apšuvuma slāni. Tomēr, ņemot vērā lielo atšķirību starp keramikas pulvera un metāla fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām uz pamatnes virsmas, apšuvuma slānis ir viegli saplaisāt un nokrist. Lai gan pētnieki tranzītslānim un apšuvuma slānim pievienoja CaO, SiO2 un citas vielas, kas šo situāciju atviegloja, tas pilnībā neatrisināja plaisu un keramikas apšuvuma slāņa nokrišanas problēmu.
6. Salikts pulveris
Kompozītmateriālu pulveris galvenokārt sastāv no divu vai vairāku veidu materiāliem ar dažādu sastāvu un dažādām pulvera īpašībām, galvenokārt attiecas uz karbīdu, borīdu, nitrīdu, oksīdu un citiem augstas kušanas temperatūras cietajiem keramikas materiāliem un zelta materiāliem, jauktu pulvera sagatavošanu. Lāzera kompozītmateriālu pulvera iedarbībā tas var labāk apvienot metāla labo stingrību un izcilās keramikas izturības pret koroziju, nodilumizturības un augstas temperatūras izturības īpašības, kā arī var efektīvi kontrolēt degšanas zudumus un materiālu iztvaikošanu, kas ir karsts pētniecības virziens lāzera apšuvuma jomā. Starp tiem karbīda sakausējuma pulveris un oksīda sakausējuma pulveris ir visvairāk pētīts un izmantots. Karbīda daļiņas kompozītmateriālu pulverī var pievienot tieši lāzera kausējuma baseinam vai sajaukt ar metāla pulveri lāzera kausējuma baseinā, bet efektīvāks veids ir pievienot metāla pārklājuma pulvera veidā (piemēram, ar niķeli pārklātu karbīdu). , ar kobaltu pārklāts karbīds).
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas specializējas pētniecībā un attīstībā, automātisko lāzera apšuvuma iekārtu, ātrgaitas lāzerapšuvuma iekārtu, lāzera slāpēšanas iekārtu, lāzermetināšanas iekārtu un lāzera 3D drukas iekārtu ražošanā un pārdošanā. Mūsu produkti ir rentabli un tiek pārdoti gan iekšzemē, gan ārzemēs. Ja jūs interesē mūsu produkti, lūdzu, sazinieties ar mums pa bob@gshenglaser.com.