激光熔覆材料的設(shè)計(jì)與選用有哪些要素呢?

激光熔覆技術(shù)是利用具有高能密度的激光束使某種特殊性能的材料熔覆在基本材料并與之相互融合，形成與基體成分和性能完全不同的合金熔覆層的一門新興技術(shù)。時(shí)至今日，選擇合適的熔覆材料對(duì)于熔覆成品質(zhì)量仍是個(gè)關(guān)鍵的問題，那么激光熔覆材料的設(shè)計(jì)與選用有哪些要素呢?下面國盛激光就給你來說說：

激光熔覆材料的設(shè)計(jì)

激光熔覆材料一般要根據(jù)使用性能要求與熔覆基體的匹配狀況來選配。在一定工作環(huán)境下，針對(duì)某一基體而言存在一種最佳的涂層合金。目前，涂層材料是否具有良好的匹配關(guān)系，成了激光熔覆技術(shù)的一個(gè)重點(diǎn)。另外在設(shè)計(jì)激光熔覆材料是不能一昧地追求涂層材料的使用性能，還要考慮圖層材料是否具有良好的涂覆性能，主要考慮以下幾個(gè)方面：

1、線脹系數(shù)相近

激光熔覆層中產(chǎn)生裂紋的重要原因之一是熔覆材料與基體金屬兩者的線脹系數(shù)存在差異。因此選擇熔覆層材料首先要考慮熔覆層與基材線脹系數(shù)的匹配。熔覆層與基材的線脹系數(shù)匹配性好對(duì)結(jié)合強(qiáng)度、抗熱振性能、抑制裂紋萌生和擴(kuò)展能力有重要的提高作用。若兩者線脹系數(shù)差異太大，則激光熔覆過程中熔覆層容易產(chǎn)生裂紋、開裂甚至剝落。

2、熔點(diǎn)匹配

激光熔覆時(shí)應(yīng)采用相對(duì)于基體有適應(yīng)熔點(diǎn)的涂層材料。也就是說，熔覆材料基體金屬的熔點(diǎn)不能相差太大，否則難以形成與基體良好的冶金結(jié)合且稀釋度的熔覆層，熔覆質(zhì)量大大降低，不能形成良好的冶金結(jié)合。

一般情況下，若熔覆材料熔點(diǎn)過高，加熱時(shí)熔覆材料熔化少，則會(huì)使涂層表面粗糙度高，或者基體表面過度熔化導(dǎo)致熔覆層稀釋度增大，熔覆層被嚴(yán)重污染;若熔覆材料熔點(diǎn)過低，則會(huì)因熔覆材料過度熔化導(dǎo)致熔覆層產(chǎn)生空洞和夾雜，或者基體金屬表面不能很好的熔化，熔覆層和基體難以形成良好的冶金結(jié)合。因而在激光熔覆中，一般選擇熔點(diǎn)與基體金屬相近的熔覆材料。

3、熔覆材料對(duì)基體的潤濕性

除了考慮熔覆材料的熱物理性能外，還應(yīng)考慮其在激光快速加熱下的流動(dòng)性、化學(xué)穩(wěn)定性，硬化相質(zhì)點(diǎn)與黏結(jié)相金屬的潤濕性以及高溫快冷時(shí)的相變特性等。熔覆過程中，潤濕性也是一個(gè)重要的因素。特別是要獲得滿意的金屬陶瓷涂層，必須保證金屬相和陶瓷具有良好的潤濕性，熔覆材料和基體金屬、熔覆材料中高熔點(diǎn)陶瓷相顆粒與黏結(jié)金屬之間都應(yīng)具有良好的潤濕性。

激光熔覆材料的選用

激光熔覆材料的選用主要從使用性能和工藝性能角度出發(fā)。在選用熔覆材料時(shí)，首先考慮的是熔覆層的服役條件對(duì)使用性能的要求，主要包括耐磨性、耐腐蝕性、耐熱性能、抗熱疲勞性、抗高溫氧化性能、導(dǎo)電(絕緣)性能等方面。在此基礎(chǔ)上，激光熔覆材料的選擇還應(yīng)考慮激光熔覆工藝性，例如熔覆層成形性、與基體的冶金結(jié)合性、抑制裂紋氣孔氣孔缺陷能力以及對(duì)激光熔覆參數(shù)的適應(yīng)性等方面。

審核編輯：劉清