Laserkatte ja laseri legeerimise erinevused ja rakenduste analüüs
Nii laserkatted kui ka laservöörandid realiseerivad materjalide pinna modifitseerimist suure energiatihedusega laserkiirte abil. Need moodustavad kiire sulamisprotsessi kaudu substraadi pinnale suure jõudlusega sulami katted ja saavutavad substraadiga metallurgilise sideme. Kuigi kaks protsessi on sarnased, on need põhimõtteliselt erinevad ning neil on ka erinev rõhk materiaalsetes rakendustes ja praktilistes stsenaariumides. See artikkel täpsustab nende erinevusi ja rakendusi üksikasjalikult.
I. Põhierinevused protsessi olemuses
Laserkattes on kattematerjal täielikult sulanud, samas kui substraadi ainult äärmiselt õhuke kiht on sulanud, millel on vähe mõju kattekihi koostisele. See ei kasuta substraadi pinnal lahustina sulametalli. Selle asemel sulab see eraldi valmistatud sulamipulbri kui kattekihi peamist sulamist ja ühendab seejärel substraadi sulatatud õhukese kihiga. Laservöörastamine seevastu hõlmab substraadi pinnale sulatatud kihi legeerivate elementide lisamist, et moodustada substraadi materjalil põhinev uus sulamikiht ja substraadi sulatatud osal on suur mõju sulami kihi koostisele.
Ii. Tüüpiliste kattematerjalide rakendusstsenaariumid
Laserkattematerjalide jaoks on lai valik valikuid. Rauapõhised sulamipulbrid sobivad osadele, mis vajavad kohalikku kulumiskindlust ja hõlpsat deformatsiooni; Niklipõhiseid sulamipulbreid saab kasutada komponentide jaoks, mis peavad seisma vastu kohalikule kulumisele, termilisele korrosioonile ja termilisele väsimusele; Koobaltipõhised sulamipulbrid on rakendatavad osade jaoks, mis nõuavad kulumiskindlust, korrosioonikindlust ja termilist väsimuskindlust; Keraamilised katted, mis on tänu oma tugevale, heale termilisele stabiilsusele ja kõrge temperatuurilise keemilise stabiilsuse tõttu, sobivad osade jaoks, mis vajavad kulumiskindlust, korrosioonikindlust, kõrge temperatuuriga vastupidavust ja oksüdatsiooniresistentsust.
Iii. Komposiitkatete uurimine ja arendamine
Tõsise libiseva kulumise, löögi kulumise ja abrasiivsete kulumise tingimustes ei suuda puhta niklipõhise, koobaltipõhise ja rauapõhise sulamipulbrid vaevalt teenindusnõueid täita. Seetõttu on sulamipindadel metalli-keraamiliste komposiitkatte laserkatted muutunud uurimistöö levialaks kodu- ja välismaal. Praegu on terase, titaansulamite ja alumiiniumsulamite pindadele edukalt plakeeritud mitmesugused keraamilised või metalli-keraamilised katted.
IV. Laserkatte põhirakenduse juhised
Laserkattega rakendused keskenduvad peamiselt kahele aspektile: korrosioonikindlus (sealhulgas kõrge temperatuuriga korrosioonikindlus) ja kulumiskindlus. Sellel on lai valik rakendusi, näiteks sisepõlemismootori ventiilide ja klapi istmete tihenduspinnad, vesi, gaasi- või aurude eraldajad ning hallituspindade parandamine. Koobaltipõhiste sulamitega (näiteks kaas-MO-SI seeriaga) laserkatted võivad parandada materjalide kulumiskindlust ja korrosioonikindlust. Nende hulgas tagab co₃mo₂sivaheline faas kulumiskindluse ja CR annab korrosioonikindluse.
Laserkattesüsteemi põhikomponendid
Tehniline väärtus ja kokkuvõte
Ebaõnnestunud osade remondi ja ümbertöötlemise oluliseks aluseks ning metalliosade otsese tootmise äärmuslikes tingimustes mängib laserkattetehnoloogia paljudes tööstuslikes valdkondades võtmerolli, millel on ainulaadsed protsessieelised ja laia materiaalse rakendatavusega. Võrreldes laseri legeerimisega, ehkki mõlemad on pinna modifikatsioonitehnoloogiad, on neil protsessi olemuse ja rakenduse stsenaariumide rõhuasetused erinevad. Nad pakuvad ühiselt tõhusaid lahendusi materjalide pinna jõudluse parandamiseks ning neid hindavad kõrgelt teadusringkonnad ja ettevõtted kogu maailmas.