Laserkatteseadmete tööseade sisaldab peamiselt laserit, etteandeseadet, katteotsikut, töötlemisplatvormi ja juhtimissüsteemi. Kogu laserkatteseadme jaoks on kattedüüsi seade kogu seadme kõige olulisem osa, selle põhiroll on laserkiire edastamine, teravustamine, teisendamine ja kattepulbri sünkroonne edastamine. Katteotsiku võtmetehnoloogiad on laservormimine ja transformeeriv teravustamine, kattematerjalide edastamine ja sissepritse konvergents ning optiliste materjalide sidumine. Teine on laser ja nüüd on peamised kasutatavad laserid süsinikdioksiidi laserid, YAG laserid ja pooljuhtlaserid. Süsinikdioksiidi laser on nüüd Hiinas enim kasutatav laser ja seda on lihtsam saavutada suure võimsusega, kuid selle puuduseks on liiga suur maht ja suur ühikuline energiatarve. Tänu tehnoloogia arengule tõuseb YAG laserite kasutusmäär pidevalt, mis võimaldab saavutada kiudude ülekande ja parandada osade paindlikkust. Pooljuhtlaserite eelisteks on kõrge elektro-optiline konversioonimäär, madal seadmete hind, väiksus, madalamad hoolduskulud, kasutamiseks sobivam ja rida eeliseid.
Laserkatte eelised ja puudused
1. Laserkatte eelised
Laserkattel on üldiselt kõrge kõvadus, kulumiskindlus, korrosioonikindlus, oksüdatsioonikindlus ja muud omadused, eriti korrosioonikindlus, mis aitab oluliselt pikendada materjalide eluiga, säästa kalleid metalle, säästa ressursse ja ilma keskkonnareostusprobleemideta. Võrreldes teiste traditsiooniliste substraadi pinna modifitseerimise meetoditega on laserkattest koosneva kattekihi lahjendusmäär madalam (tavaliselt 5% ~ 8%) ja õhemat kattekihti on lihtne moodustada. Selle meetodi kasutamine mitte ainult ei vähenda kulusid, vaid parandab ka katte efektiivsust. Laserkattel on väikese kuumusest mõjutatud tsooni ja väikese deformatsiooni omadused ning selle jahutuskiirus on väga kiire (102 ~ 106 K/s), mis kipub moodustama tihedaid struktuure. Praegu juhitakse laserkatte protsessi arvutiga, kasutades digitaalset ja täielikult automatiseeritud juhtimist ning protsessi parameetrid on tööprotsessis stabiilsemad, ettevalmistatud kattekiht on ühtlasem ja veamäär on madalam. Laserkatteid kasutatakse laialdaselt kosmose-, elektri-, auto-, laeva-, nafta- ja muudes valdkondades. Laserkatte tehnoloogia võib olla peaaegu mis tahes metallist või keraamilisest materjalist metallil või sulamil.
2. Laserkatte puudused
(1) Lihtne tekitada poore. Katteprotsessis on sulabasseinis olev gaas liiga hilja väljumiseks, mis toob kaasa pooride moodustumise kattekihis. Isevoolava substraadi puhul, kuna see sisaldab suures koguses räni-boor-desoksüdeerijat, toimub deoksüdatsioonireaktsioon esmalt katteprotsessis, tekitades vastavaid boorsilikaatühendeid, mis võivad õhku isoleerida. Kui katte kuumutamise aeg on piisavalt pikk, saab deoksüdatsioonireaktsiooni täielikult läbi viia ja gaasiavasid ei teki. Laserkatte kuumutamise aeg on aga lühike ja jahutuskiirus kiire ning hapniku eemaldamise reaktsioon ei ole piisav, mistõttu need desoksüdeerijad ei saa efekte tekitada ja poore on lihtne moodustada. Üldiselt on stomateid peaaegu raske vältida ja neid saab kontrollida ainult teatud meetmetega. Levinud meetodid hõlmavad sulamipulbri oksüdeerumise vältimist enne kasutamist, kattematerjali kuivatamist enne kasutamist jne.
(2) Kerge murda. Katmise käigus toimub sulamine, tahkumine ja jahtumine lühikese aja jooksul ning erinevad pinged, nagu termiline pinge ja struktuurne pinge, jäävad alles. Lisaks, kui protsessi parameetrid on valesti seadistatud, tekivad ka praod. Vastavalt olemasolevatele uurimistulemustele on voodriprotsessi käigus tekkinud pragude kõrvaldamiseks mitmeid meetodeid: Voodrimaterjalide mõistlik koostis. Protsessi parameetrite ja kattetehnoloogia õige valik.Lisage aluspinna pinnale kattekiht, et parandada kattekihi märguvust.Katmisprotsess on optimeeritud kattekihi pingemõju omaduste põhjal.
(3) Ühtsete standardite puudumine. Laserkattematerjalid ei ole moodustanud spetsiaalset materjalisüsteemi ning kattematerjalide kasutamisel puudub ühtne standard, mille tulemuseks on kulude suurenemine ja majandusliku kasu vähenemine. Lisaks muudab laborite ja ettevõtete vahelise suhtluse keeruliseks ühtse protsessiparameetrite standardi puudumine.
Parandage pinnakorrosioonikindlate laserkattematerjalide valikut
Kattematerjal on üks peamisi kattekihti mõjutavaid tegureid. Kattekihi toimivuse määrab peamiselt kattematerjal. Laserkattetehnoloogia ilmumisest alates on kattematerjali valikule pööratud suurt tähelepanu teadlaste poolt.
1. Ni-põhine isevoolav sulamipulber
Niklil põhinev isesulav pulber on hea korrosioonikindlusega ja selle hind on mõõdukam, seega kasutatakse seda ka uuringutes enim. See sobib aluspindadele, mis peavad parandama kuumakindluse korrosiooni, ja selle saab selles etapis jagada Ni-B-Si ja Ni-Cr-B sulamite seeriateks. Nikli sisaldus on umbes 75%, kroomi sisaldus on umbes 15%, räni ja boori sisaldus on umbes 6%. Sünteesitud sulamipulbril pole mitte ainult oluliselt suurem korrosioonikindlus, vaid ka suhteliselt kõrge kulutasuvus.
2. Koobaltipõhine isevoolnev sulamipulber
Koobaltil endal on hea korrosioonikindlus ning koobalti ja kroomi moodustatud sulamipulbris on karbiide nagu Cr7C3 ja boriide nagu Cr2B. Koobaltil on hea korrosioonikindlus, kroomil on ka hea oksüdatsioonikindlus, nii et selle materjaliomaduste seisukohast sobib see laserkattematerjaliga korrosioonikindluseks ning sisaldab ka niklit, kroomi, süsinikku ja rauda, kuid sellel on ka eeliseks on pragude tekke vähendamine. Chabrol et al. katsetega leiti, et koobaltipõhistel materjalidel on liidese pingeseisundi parandamise ja sideme tugevuse suurendamise eelised. Kuid selle maksumus on võrreldes teiste materjalidega suhteliselt kõrge.
3. Rauapõhine isevooliv sulamipulber
Rauapõhist iselustuvat sulamipulbrit kasutatakse enamasti malmis ja madala süsinikusisaldusega terases ning selle suurimaks eeliseks on madal hind ja kulumiskindlus. Kuid seda on väga lihtne oksüdeerida, isegi kui boori, nikli, kroomi ja muude elementide lisamine ei suuda selle lihtsaid oksüdatsiooniomadusi korvata. Seetõttu on selle mitmekülgsus korrosioonikindla kattematerjalina halb.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et ülaltoodud kolme tüüpi sulamipulbril on oma eelised ja puudused, need tuleks valida vastavalt tegelikule olukorrale, korrosioonikindluse valdkonnas, võttes arvesse korpuse kulutasuvust, on niklipõhine isevalguv sulamipulber. sobivam valik.
4. Muu metallipulber
Lisaks ülaltoodud kolmele metallipulbri tüübile on ka mitmeid muid materjale, nagu titaanalus, vask, alumiiniumi alus, magneesiumi alus ja kroomi alus, samuti intermetallilised kattematerjalid. Nende materjalide eriomadusi kasutatakse erinevate funktsioonide saavutamiseks, nagu korrosioonikindlus, oksüdatsioonikindlus, kulumiskindlus jne. Näiteks saatsid teadlased läbi laseri aluspinna pinnale alumiiniumipulbrit ja said ka kattekihi. hea sooritusega. Samuti on olemas magneesiumipõhine pulber, mida kasutatakse rohkem magneesiumisulami laserkatteks substraadina, nii et magneesiumsubstraadi pinna korrosioonikindlus on oluliselt paranenud, eriti katses kasutas teadlane naatriumkloriidi lahust viima läbi korrosioonikatsed ja leidnud, et selle korrosioonikindlus on oluliselt paranenud.
5. Keraamiline pulber
Keraamiline pulber sisaldab peamiselt oksiidkeraamilist pulbrit ja silitsiidkeraamilist pulbrit, mille hulgas kasutatakse laserkattes sageli oksiidkeraamilist pulbrit. Kuna see võib tõhusalt parandada maatriksi kulumiskindlust, korrosioonikindlust ja oksüdatsioonikindlust, kasutatakse seda sageli korrosioonikindla kattekihina. Kuid keraamilise pulbri ja metalli füüsikaliste ja keemiliste omaduste suure erinevuse tõttu aluspinna pinnal on kattekiht kergesti purunev ja maha kukkuv. Kuigi teadlased lisasid transiitkihile ja kattekihile CaO, SiO2 ja muid aineid, mis seda olukorda leevendasid, ei lahendanud see täielikult keraamilise kattekihi pragude ja mahakukkumise probleemi.
6. Komposiitpulber
Komposiitpulber koosneb peamiselt kahest või enamast erineva koostise ja pulbri omadustega materjalist, mis viitab peamiselt karbiidile, boriidile, nitriidile, oksiidile ja muudele kõrge sulamistemperatuuriga kõvadele keraamilistele materjalidele ja kuldmaterjalidele segatud pulbri valmistamiseks. Laserkomposiitpulbri toimel saab see paremini ühendada metalli hea sitkuse ja keraamika suurepärased korrosioonikindluse, kulumiskindluse ja kõrge temperatuurikindluse omadused ning põlemiskao ja materjalide lendumise nähtusi saab tõhusalt kontrollida, mis on kuum uurimissuund laserkatte valdkonnas. Nende hulgas on enim uuritud ja rakendatud karbiidisulami pulber ja oksiidisulami pulber. Komposiitpulbri karbiidiosakesi saab lisada otse lasersulatusbasseini või segada metallipulbriga lasersulatusbasseini, kuid tõhusam viis on lisada metalliga kaetud liitpulbri kujul (näiteks nikliga kaetud karbiid). , koobaltkattega karbiid).
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. on kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis on spetsialiseerunud automaatsete laserkattemasinate, kiire laserkattemasina, laserkarastusmasina, laserkeevitusmasina ja laser-3D-printimise seadmete uurimis- ja arendustegevusele, tootmisele ja müügile. Meie tooted on kulutõhusad ja neid müüakse nii kodu- kui välismaal. Kui olete meie toodetest huvitatud, võtke meiega ühendust aadressil bob@gshenglaser.com.