激光熔凝是以很高的激光
功率密度、在極短的時(shí)間內(nèi)與金屬交互作用,使金屬表面局部區(qū)域在瞬間被加熱到相當(dāng)高的溫度使之熔化,隨后借助于冷態(tài)的金屬基體吸收和傳導(dǎo)熱的作用,使已熔化的極薄表層金屬快速凝固。激光熔凝得到的是鑄態(tài)組織.其硬度較高。耐磨性亦較好。其
工藝過程與激光相變硬化類似,只不過功率密度和輻照時(shí)間存在差異。鋁合金表面熔凝可以改善表層組織。使其細(xì)化.清除表面缺陷,進(jìn)步鋁的使用性。銅合金表面重熔、熔凝層組織更加細(xì)密均勻,導(dǎo)電性和耐磨性進(jìn)步。對(duì)接觸電極導(dǎo)電性起重要作用。該工藝在冶金行業(yè)比較典型的是軋輥激光毛化技術(shù)?梢栽诿耐瑫r(shí),使激光作用區(qū)的
材料獲得超常硬度.給軋面帶來超常的強(qiáng)韌化效果,延長軋輥使用壽命。激光熔凝在石油行業(yè)中的應(yīng)用較少。前蘇聯(lián)鉆井技術(shù)研究所等單位用1 kW的CO2氣體
激光器對(duì)128700型軸承表面進(jìn)行短周期的激光快速加熱和深層熔化.然后控制冷卻速度,使鋼球的表面硬度為HRC57-58;軸圈和座圈的表面光潔度高。不必精加工,而且滾道的耐磨性好,強(qiáng)化深度可達(dá)1.2 cm。
$vC!Us{z Tkhu, 激光合金化類似于激光熔覆.但二者又有不同。激光合金化和激光熔覆都是利用高功率密度的激
光束照射被覆在工件表面的金屬或合金涂層。使之熔融。從而強(qiáng)化表面的工藝。二者的主要區(qū)別在于基材表面的熔融程度。激光合金化是用激光束照射被覆純金屬或合金涂層的工件表面。在基材上形成熔池。使合金元素因表面張力和溫度梯度引起機(jī)械攪拌,以及在熔池中的擴(kuò)散,可在極短的時(shí)間內(nèi)熔于一層厚度為10-1 0熔化層內(nèi),以到表面合金化的目的。激光合金化中加進(jìn)的元素和基材一起熔化。并混進(jìn)融化的基材中形成一種新的合金.其成分既不同于外加合金。也不同于基材。我國已開始把激光合金化技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品上,以此來強(qiáng)化新型高溫
結(jié)構(gòu)材料.以進(jìn)步其耐磨性圈。當(dāng)激光脈沖功率足夠高時(shí)(109 W/cm2),短時(shí)間內(nèi)金屬表面產(chǎn)生汽化、膨脹、爆炸,產(chǎn)生的沖擊波對(duì)金屬表面形成很大壓力.使材料表面塑變、位錯(cuò)等.從而能明顯進(jìn)步材料的硬度、屈服強(qiáng)度和抗疲憊性能。由激光沖擊波作用,使材料表面硬化和強(qiáng)度進(jìn)步的方法稱為激光沖擊硬化。這一方法在航空產(chǎn)業(yè)中得到應(yīng)用。航空鋁的激光沖擊硬化層可使疲憊強(qiáng)度進(jìn)步4.5-9.8倍。奧氏體鋼經(jīng)5次沖擊硬化后,硬度進(jìn)步20%-40%,Ti及其合金經(jīng)激光沖擊硬化也有較好效果。
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