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影响熔覆层质量的主因素有哪些
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熔覆层的质量直接影响其性能。影响熔覆层质量的主要因素有材料性能、光束质量、工艺参数、外部环境等。而熔覆层的质量问题主要的有裂纹、氧化烧损、粗糙度、稀释率等，下面国盛激光就来给大家说说这几个熔覆层的质量问题： 1. 裂缝 在激光熔覆过程中，由于高能量密度激光束的快速加热和熔化，在熔覆层和基体之间产生很大的温度梯度。在随后的快速冷却中，这种温度梯度会造成熔合层与基体的体积膨胀和收缩的不一致，使它们相互抑制，形成熔合层的内应力。这种应力通常是拉应力，往往会导致熔覆层开裂和基体变形。 根据裂纹的位置，将裂纹分为熔合层裂纹、界面基体裂纹和搭接区裂纹。界面基体裂纹是最常见的。熔覆基体材料在一定温度下进行预热和后续处理，将有效降低温度梯度，减少热应力，有利于抑制熔覆层裂纹的发生。然而，预热和慢速冷却削弱了激光快速加热和快速冷却的优势。增加Ni含量可以有效降低Fe-Cr-Ni-B-Si熔覆层的开裂敏感性。适当提高能量密度可以显著降低裂纹倾向，在熔池中施加电磁搅拌也可以减少裂纹。对于每种涂层，应尽量减少涂层的厚度，可以用平面应力状态代替应变状态，这样可以减少开裂的倾向。 复合涂层技术还可以降低开裂倾向，在基体和涂层之间引入一个中间过渡层，使涂层的成分和性能沿厚度方向连续变化。金属基体与陶瓷相涂层之间没有明显的界面，能有效削弱涂层中的应力，提高涂层与基体的结合强度，减少裂纹的发生，但工艺复杂，生产成本高。 2. 基体材料的变形，防止基体材料变形，一般采用以下措施： (1)采用热处理消除基体材料的内应力; (2)尽量选择较薄的包层。 (3)采用预热和后置处理工艺。 (4)通过预应力张拉、预变形或夹紧，减少或防止基材变形。 3. 氧化和烧损 在高能激光的作用下，如何减少合金元素的氧化和烧损也是需要解决的问题。目前最常用的方法是实施氩气保护，但应注意气体流变性。氦气保护优于氩气和氮气，并产生最好的表面光洁度，最精细的微观结构，最高的冷却速度，最高的表面硬度，但氦气也有最高的成本。 4. 表面粗糙度 激光熔覆容易造成表面不均匀，即起皱，导致表面粗糙度增加。产生起皱现象的主要原因是在激光的作用下，合金熔池表面存在较大的径向表面张力梯度。这种较大的径向表面张力梯度具有双重作用，它不仅造成合金元素在高温下的快速混合，而且导致其凝固表面的不均匀性。 5. 稀释率 在激光熔覆过程中，稀释率预计在5%以内，以确保高性能的表面。当使用同步送粉法时，粉末流率是决定稀释率的最重要因素。当送粉速度较小时，稀释率随扫描速度的增加而减小。送粉速度较高时，稀释率随扫描速度的增大而增大，这可以用粉末流动产生的热屏蔽效应来解释。采用矩形光束可以降低熔覆层的稀释率。但稀释率不能太小，否则基体材料得不到充分熔化，与熔覆层的结合力下降，容易造成涂层脱落。 国盛激光从事自动化激光熔覆设备、高速激光熔覆设备、激光淬火设备、激光焊接设备、3D打印设备的研发、制造、销售于一体的企业。为客户提供结构功能一体化激光增材制造技术的全套解决方案。国盛激光始终重视创新和研发，工程师团队涵盖激光熔覆设备等项目研发、设计、开发、检测、分析、售前售后服务等。凭借庞大的技术资源，雄厚的研发力量，先进的生产技术，快速的交付周期，灵活的技术服务，为客户提供高性价比的产品与服务。 公司遵循“精益求精、永不止步”的企业宗旨，融合科学、高效、合作、共赢的经营管理模式，倡导“质量第一、诚实守信、持续发展、团队合作”的企业文化，为客户提供激光增材制造、激光修复、3D打印一体化解决方案，并与客户开展多层次、多领域的合作。 |
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