什么是激光熔覆技术?如何应用?
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、 抗氧化及电器特性等的工艺方法。激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,降低成本,节约贵重稀有金属材料。应用于激光熔覆的激光器主要有CO2激光器和固体激光器(主要包括碟片激光器,光纤激光器和二极管激光器,老式灯泵浦激光器由于光电转化效率低,维护繁琐等问题已逐渐淡出市场)。对于连续CO2激光熔覆,国内外学者已做了大量研究.高功率固体激光器的研制发展迅速,主要用于有色合金表面改性。激光熔覆技术是—种涉及光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的跨学科高新技术。它由上个世纪60年代提出,并于1976年诞生了第一项论述高能激光熔覆的专利。进入80年代,激光熔覆技术得到了迅速的发展,结合CAD技术兴起的快速原型加工技术,为激光熔覆技术又添了新的活力。已成功开展了在不锈钢、模具钢、可锻铸铁、灰口铸铁、铜合金、钛合金、铝合金及特殊合金表面钴基、镍基、铁基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。激光熔覆铁基合金粉末适用于要求局部耐磨而且容易变形的零件。镍基合金粉末适用于要求局部耐磨、耐热腐蚀及抗热疲劳的构件。钴基合金粉末适用于要求耐磨、耐蚀及抗热疲劳的零件。陶瓷涂层在高温下有较高的强度,热稳定性好,化学稳定性高,适用于要求耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化性的零件。
什么是激光熔覆技术,有什么特点?
激光熔覆技术是指将选定的涂层材料以不同的包装方式放置在涂层基材表面,并在快速凝固后,通过激光照射同时在基材表面与薄层熔化,形成了与基体材料具有极低稀释度和冶金结合的表面涂层,从而显著提高了耐磨性,耐腐蚀性,耐热性,基体材料表面的抗氧化性和电特性。激光熔覆技术是一项具有较高经济效益的新技术。它可以在廉价的金属基材上生产高性能合金表面,而不会影响基材的性能并降低成本,节省贵重和稀有的金属材料,应用于激光熔覆的激光器主要包括CO2 激光器和固态激光器,主要包括圆盘激光器,光纤激光器和二极管激光器。激光融合按不同的送粉工艺可分为两种类型: 送粉法和同步送粉法,两种方法的效果相似,同步送粉方法具有自动化控制简单,激光能量吸收率高,无内部气孔,尤其是覆层金属陶瓷,能显著提高覆层的抗裂性、这样硬质陶瓷相可以均匀分布在包层和其他优点。冷却速度快 (高达 106 K/s),属于快速凝固过程,并且容易获得精细的晶体结构或产生平衡状态无法获得的新相,如不稳定相和非晶态。涂层的稀释率低 (通常小于 5%),并且与基材具有牢固的冶金结合或界面扩散结合。通过激光工艺参数的调整,可以得到具有低稀释率的良好涂层,涂层组成和稀释是可控的。在激光熔覆过程中,涂层材料完全熔化,而基体熔化层非常薄,因此对熔覆层的组成几乎没有影响,但是,激光合金化是将合金元素添加到基材表面的熔融层中,以基于基材形成新的合金层,个人以上的问题,基本上就是这样了。
激光熔覆表面改性技术具有哪些特点
激光熔覆技术介绍
激光熔覆技术作为一种堆焊法(Overlay
Welding),属于表面改质的类型之一,将金属粉末(Powder)或钢丝(Wire)与辅助气体一同供应到母材表面上,用激光热源使其熔融,而在母材表面上形成厚度大于几毫米且耐磨耗性、耐蚀性、耐热性均优秀的金属涂层。经涂层处理后,按材料表面的特性选择使用镍、钴、铁类金属粉末或钢丝。
就激光熔覆方法的特点而言,与等离子熔覆(PTA)或电弧焊接相比,全体热输入量更小,因此,冷却及凝固速度很快,母材稀释率很低,晶粒很细小。同时,可以形成无偏析的均匀组织,也可针对所需的部分进行局部性涂层,因此,激光熔覆技术的适用范围很广,逐渐扩展至模具的维护及表面硬化、机械部件的维修、汽车及船舶零部件的制造、用于钢铁产业的表面涂层等。
优点
· 由于能量密度很高,可对高熔点材料进行堆焊处理
· 可适用于粉末状金属氧化物,碳化物等脆性材料
· 稀释率很低,易于控制稀释
· 由于热输入量很小,冷却速度很快(尽量减少裂痕)
· 晶粒很细,形成无偏析的均匀组织
· 按熔覆层的厚度容易控制合金成分
· 可对微细部分进行局部性熔覆处理
应用领域
· 模具维护
· 在汽车、造船、航空领域对耐磨耗性及耐热性要求很高的零部件
· 用于钻具或液压缸且对耐磨耗性及耐热性要求很高的零部件
济南欧威激光有限公司,是韩国(株)EUROVISION LASER CO.,LTD在中国的全资子公司,公司坐落于人杰地灵的山东省济南市,公司成立于2016年6月,在汽车、钢铁、电子、半导体、医疗等整个产业领域致力于开发和推广多种激光应用技术。
作为 韩国(株)EUROVISION LASER的子公司, 公司拥有的核心激光技术不仅包括基于激光塑料焊接技术、激光热处理、激光熔覆(热喷涂层)及激光软钎焊(锡焊)等宏观科技领域,而且包括半导体、电子、医疗产业不可或缺的超精密加工技术、微加工技术及纳米加工技术等,其雄厚的技术力量已颇受世界各界的赞誉和好评。总公司的激光塑料焊接设备在韩国占有80%以上的市场份额。产品远销欧美等十几个国家。设备质量优,功能稳定, 适合生产线作业,100%韩国原装进口。韩国和中国都属于东方国家具有类似的思想文化,对于设备售后问题处理迅速及时。
什么是激光熔覆技术,如何应用?
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、 抗氧化及电器特性等的工艺方法。这种技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术,是指激光表面熔覆技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法[.如对60#钢进行碳钨激光熔覆后,硬度最高达2200HV以上,耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后,将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对比,发现前者的耐蚀性明显高于后者.。这种技术的特点是冷却速度快、涂层稀释率低、热输入和畸变较小、粉末选择几乎没有任何限制,特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金、熔覆层的厚度范围大、能进行选区熔敷、光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷、能实现自动化等。可以说是非常使用在生活中。应用范围也很广。已成功开展了在不锈钢、模具钢、可锻铸铁、灰口铸铁、铜合金、钛合金、铝合金及特殊合金表面钴基、镍基、铁基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。激光熔覆铁基合金粉末适用于要求局部耐磨而且容易变形的零件。
考研 北京理工大学 生物医学工程专业 生物医学光子方向 怎么样 是往激光治疗方向发展吗?
你好,我是北京理工大学大四生物医学工程专业的学生,学院里有的老师做过与激光治疗相关,但是现在还做不做就要看具体老师了。生物医学光子方向,主要是光学的各个方面,有的老师偏重的不一样,具体要看老师现在的课题和日后的课题。这个你需要联系具体的学院老师问一下。对于专业课来讲,我们主要考信号理论基础方面,对于信号要求比较高
什么是激光表面处理(熔覆)技术
激光表面处理(熔覆)技术通俗讲是一种方法,该方法是用激光做热源,想把某种东西涂在另外一种东西上,形成夹层的一种复合材料制造方法。这样,这种东西具有两种材料的特性,表面一种特性,内部一种特性。结合了两种材料的优点。其方法是:在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、 抗氧化及电器特性等的工艺方法。
激光熔覆的工艺参数
激光熔覆的工艺参数主要有激光功率、光斑直径、熔覆速度、离焦量、送粉速度、扫描速度、预热温度等。这些参数对熔覆层的稀释率、裂纹、表面粗糙度以及熔覆零件的致密性等有很大影响。各参数之间也相互影响,是一个非常复杂的过程,须采用合理的控制方法将这些参数控制在激光熔覆工艺允许的范围内。 激光熔覆有3个重要的工艺参数 熔覆速度V与激光功率P有相似的影响。熔覆速度过高,合金粉末不能完全融化,未起到优质熔覆的效果;熔覆速度太低,熔池存在时间过长,粉末过烧,合金元素损失,同时基体的热输入量大,会增加变形量。激光熔覆参数不是独立的影响熔覆层宏观和微观质量,而是相互影响的。为了说明激光功率P、光斑直径D和熔覆速度V三者的综合作用,提出了比能量Es的概念,即:Es=P/(DV)即单位面积的辐照能量,可将激光功率密度和熔覆速度等因素综合在一起考虑。比能量减小有利于降低稀释率,同时与熔覆层厚度也有一定的关系。在激光功率一定的条件下,熔覆层稀释率随光斑直径增大而减小,当熔覆速度和光斑直径一定时,熔覆层稀释率随激光束功率增大而增大。另外,随着熔覆速度的增加,基体的融化深度下降,基体材料对熔覆层的稀释率下降。在多道激光熔覆中,搭接率是影响熔覆层表面粗糙度的主要因素,搭接率提高,熔覆层表面粗糙度降低,但搭接部分的均匀性很难得到保证。熔覆道之间相互搭接区域的深度与熔覆道正中的深度有所不同,从而影响了整个熔覆层的均匀性。而且多道搭接熔覆的残余拉应力会叠加,使局部总应力值增大,增大了熔覆层裂纹的敏感性。预热和回火能降低熔覆层的裂纹倾向。 4.预置式和送粉式
激光熔覆工艺指的是什么?
熔覆工艺:激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类,即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。 预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位,然后采用激光束辐照扫描熔化,熔覆材料以粉、丝、板的形式加入,其中以粉末的形式最为常用。 同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中,使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入,有的也采用线材或板材进行同步送料。 预置式激光熔覆的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---预置熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。 同步式激光熔覆的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。 按工艺流程,与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。 激光器工作原理: 激光熔覆成套设备组成:激光器、冷却机组、送粉机构、加工工作台等。 激光器的选用:目前应用广泛的有CO2激光器,固体激光器。 CO2激光器是应用最广、种类最多的一种激光器,在汽车工业、钢铁工业、造船工业、航空及宇航业、电机工业、机械工业、冶金工业、金属加工等领域广泛应用。约占全球工业激光器销售额40%,北美更高达70%。 1.功率高。CO2激光器是目前输出功率达到最高级区的激光器之一,其最大连续输出功率可达几十万瓦 2.效率高。光电转换率可达30%以上,比其它加工用激光器的效率高得多。 3.光束质量高。模式好,相干性好,线宽窄,工作稳定。 传统的固体激光器通常采用高功率气体放电灯泵浦,其泵浦效率约为3%到6%。泵浦灯发射出的大量能量转化为热能,不仅造成固体激光器需采用笨重的冷却系统,而且大量热能会造成工作物质不可消除的热透镜效应,使光束质量变差。加之泵浦灯的寿命约为400小时,操作人员需花很多时间频繁地换灯,中断系统工作,使自动化生产线的效率大大降低。与传统灯泵浦激光器比较,二极管泵浦固体激光器具有以下优点: (1) 转换效率高:由于半导体激光的发射波长与固体激光工作物质的吸收峰相吻合, 加之泵浦光模式可以很好地与激光振荡模式相匹配,从而光光转换效率很高,已达50%以上,整机效率也可以与二氧化碳激光器相当,比灯泵固体激光器高出一个量级,因而二极管泵浦激光器体积小、重量轻,结构紧凑。 (2) 性能可靠、寿命长:激光二极管的寿命大大长于闪光灯,达 15000小时,泵浦光的能量稳定性好,比闪光灯泵浦优一个数量级,性能可靠,为全固化器件,是至今为止唯一无需维护的激光器,尤其适用于大规模生产线。 (3) 输出光束质量好:由于二极管泵浦激光的高转换效率,减少了激光工作物质的热透镜效应, 大 大改善了激光器的输出光束质量,激光光束质量已接近极限。
激光熔覆技术和激光焊接技术,原理是一样么
熔覆工艺:激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类,即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位,然后采用激光束辐照扫描熔化,熔覆材料以粉、丝、板的形式加入,其中以粉末的形式最为常用。
同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中,使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入,有的也采用线材或板材进行同步送料。
预置式激光熔覆的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---预置熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。
同步式激光熔覆的主要工艺流程为:基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。
按工艺流程,与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。
激光器工作原理:
激光熔覆成套设备组成:激光器、冷却机组、送粉机构、加工工作台等。
激光器的选用:应用广泛的有CO2激光器,固体激光器。
CO2激光器是应用最广、种类最多的一种激光器,在汽车工业、钢铁工业、造船工业、航空及宇航业、电机工业、机械工业、冶金工业、金属加工等领域广泛应用。约占全球工业激光器销售额40%,北美更高达70%。
1.功率高。CO2激光器是目前输出功率达到最高级区的激光器之一,其最大连续输出功率可达几十万瓦
2.效率高。光电转换率可达30%以上,比其它加工用激光器的效率高得多。
3.光束质量高。模式好,相干性好,线宽窄,工作稳定。
传统的固体激光器通常采用高功率气体放电灯泵浦,其泵浦效率约为3%到6%。泵浦灯发射出的大量能量转化为热能,不仅造成固体激光器需采用笨重的冷却系统,而且大量热能会造成工作物质不可消除的热透镜效应,使光束质量变差。加之泵浦灯的寿命约为400小时,操作人员需花很多时间频繁地换灯,中断系统工作,使自动化生产线的效率大大降低。与传统灯泵浦激光器比较,固体激光器(光纤激光器、碟片激光器、二极管激光器)具有以下优点:
(1) 转换效率高:由于半导体激光的发射波长与固体激光工作物质的吸收峰相吻合, 加之泵浦光模式可以很好地与激光振荡模式相匹配,从而光光转换效率很高,已达50%以上,整机效率也可以与二氧化碳激光器相当,比灯泵固体激光器高出一个量级,因而二极管泵浦激光器体积小、重量轻,结构紧凑。
(2) 性能可靠、寿命长:激光二极管的寿命大大长于闪光灯,达 15000小时,泵浦光的能量稳定性好,比闪光灯泵浦优一个数量级,性能可靠,为全固化器件,是至今为止唯一无需维护的激光器,尤其适用于大规模生产线。
(3) 输出光束质量好:由于二极管泵浦激光的高转换效率,减少了激光工作物质的热透镜效应, 大 大改善了激光器的输出光束质量,激光光束质量已接近极限。
(4)速度快、深度大、无变形、熔覆层无夹渣、熔池细腻无气孔。
(5)可以在室温或者特殊的条件下进行工作,比如激光经过磁场之后光束不会发生偏转吗,在真空情况下都能够进行使用,通过玻璃和透明的材料进行熔覆。
(6)可进行薄壁激光熔覆,基体无变形。
但如果熔覆的材料,包括粉末和母材,为高反射材料,则光纤激光器、二极管激光器由于其自身设计的特点,就显得不太适合了,而碟片激光器则比较适合焊接(包括熔覆)、切割反射率比较高的材料。
开展激光熔覆对轴类修复,有哪些积极的意义
1.激光熔覆技术应用
(1)激光熔覆技术20世纪70代随着功率激光器发展兴起种新表面改性技术指激光表面熔敷技术激光束作用合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化光束移自激冷却形稀释率极低与基体材料呈冶金结合表面涂层显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等种表面强化
(2)60#钢进行碳钨激光熔覆硬度高达2200HV耐磨损性能基体60#钢20倍左右Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金其耐磨性与火焰喷涂耐蚀性进行比发现前者耐蚀性明显高于者
(3)激光熔覆技术种经济效益高新技术廉价金属基材制备高性能合金表面影响基体性质降低本节约贵重稀金属材料世界各工业先进家激光熔覆技术研究及应用都非重视.
2.激光熔覆设备
(1)应用于激光熔覆激光器主要CO2激光器固体激光器(主要包括碟片激光器光纤激光器二极管激光器式灯泵浦激光器由于光电转化效率低维护繁琐等问题已逐渐淡市场)
(2)于连续CO2激光熔覆内外者已做量研究.高功率固体激光器研制发展迅速主要用于色合金表面改性
(3)据文献报道采用CO2激光进行铝合金激光熔覆铝合金基体CO2激光辐照条件容易变形甚至塌陷固体激光器特别碟片激光器输波1.06μm较CO2激光波1数量级更适合类金属激光熔覆
3.激光熔覆工艺特点
激光熔覆按送粉工艺同两类:粉末预置同步送粉两种效相似同步送粉具易实现自化控制激光能量吸收率高内部气孔尤其熔覆金属陶瓷显著提高熔覆层抗裂性能使硬质陶瓷相熔覆层内均匀布等优点
4.激光熔覆具优点
(1)冷却速度快(高达106K/s)属于快速凝固程容易细晶组织或产平衡态所新相非稳相、非晶态等
(2)涂层稀释率低(般于5%)与基体呈牢固冶金结合或界面扩散结合通激光工艺参数调整获低稀释率良涂层并且涂层稀释度控;
(3)热输入畸变较尤其采用高功率密度快速熔覆变形降低零件装配公差内
(4)粉末选择几乎没任何限制特别低熔点金属表面熔敷高熔点合金;
(5)熔覆层厚度范围单道送粉涂覆厚度0.2~2.0mm
(6)能进行选区熔敷材料消耗少具卓越性能价格比;
(7)光束瞄准使难接近区域熔敷;
(8)工艺程易于实现自化
5.激光熔覆与激光合金化异同
激光熔覆与激光合金化都利用高能密度激光束所产快读熔凝程基材表面形于基体相互融合、具完全同与性能合金覆层两者工艺程相似却本质区别主要区别:
(1)激光熔覆程覆层材料完全融化基体熔化层极薄熔覆层影响极激光合金化则基材表面熔融复层内加入合金元素目形基材基新合金层
(2)激光熔覆实质基体表面层熔融金属作溶剂另行配置合金粉末融化使其熔覆层主题合金同基体合金薄层融化与形冶金结合激光熔覆技术制备新材料极端条件失效零部件修复与再制造、金属零部件直接制造重要基础收世界各科界企业高度重视
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电刷镀工业修复轴磨损效果怎么样?
1、在往复蘸取镀液施镀过程中,辅助时间所占比例较大,沉积速度慢,同时操作劳动强度大;
2、阳极与工件接近时,部分镀液未经沉积便被挤出直接进入废液,因而镀液利用率低。加上包裹阳极用的纱布、棉花等一般不能回收,经济性差;
3、手工电刷镀工作效率低,工艺参数受操作者因素的影响,难以控制在一个稳定的水平,难以实现批量化生产;
4、电刷镀工艺其刷镀涂层受到磨损量的限制,一般电刷镀涂层刷镀厚度小于0.2mm。当磨损量大于0.2mm时,其刷镀效率将成倍下降,且刷镀层过厚时,使用过程中刷镀层容易脱落,使用寿命短。
在国内大量使用电刷镀技术的同时,轴头磨损修补新工艺-索雷工业碳纳米聚合物材料现场修复技术的出现与普及大大开拓了设备管理者的思路和眼界。索雷技术来源于美国,一直服务于军方和航空领域。被成功引进后在设备的在役再制造与高端再制造领域发挥了重大作用,尤其是在现代化的生产企业自动化程度高、连续生产要求高的背景下,及时、快速、低成本、环保等方面体现出了明显优势。