激光熔覆粉末选用讲解
激光熔覆原理及其应用讲解
激光熔覆原理及其应用
激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光幅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，与基体成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法。
与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。
检测和实际使用效果证明，修复后的部件强度可达到
激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光幅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，与基体成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法。
与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。
检测和实际使用效果证明，修复后的部件强度可达到原强度的90％以上，其修复费用不到重置价格的1／5，更重要的是缩短了维修时间，解决了大型企业重大成套设备连续可靠运行所必须解决的转动部件快速抢修难题。
另外，对关键部件表面通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金，可以在零部件表面不变形的情况下大大提高零部件的使用寿命；对模具表面进行激光熔覆处理，不仅提高模具强度，还可以降低2／3的制造成本，缩短4／5的制造周期。
熔覆材料可根据用户不同的需要选择不同的材料，熔覆材料包括：镍基、钴基、铁基合金，炭化钨复合材料。
（编辑：文静）。
激光熔覆
激光熔覆
激光熔覆（Laser Cladding)亦称激光包覆或激光熔敷，是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的合金粉末，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。
激光熔覆后熔覆层硬度可在HRC15-60之间灵活选择，熔覆厚度0.1~10.0mm，还可以熔覆碳化钨、陶瓷粉末等非金属粉末。
轧辊激光熔覆碳化钨激光熔覆液压支柱激光熔覆
石油钻杆激光熔覆汽轮机转子激光修复压缩机转子激光修复。
激光金属熔覆沉积技术的材料形式
激光金属熔覆沉积技术的材料形式激光金属熔覆沉积技术是一种先进的材料制备技术，它通过激光束将金属粉末熔化并喷射到基材上，形成一层金属覆盖层。
这种技术可以制备出具有优异性能和复杂形状的金属制品，被广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域。
激光金属熔覆沉积技术的材料形式主要包括金属粉末和基材。
金属粉末是制备金属覆盖层的主要原料，它可以是单一金属或合金的形式。
金属粉末的选择应根据所需的覆盖层性能来确定，如硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
常用的金属粉末有不锈钢、铝合金、镍基合金等。
基材是金属覆盖层的承载体，它可以是金属、陶瓷或塑料等材料。
选择合适的基材对于制备高质量的金属覆盖层至关重要。
基材的选择应考虑其与金属粉末的相容性、熔点和热膨胀系数等因素。
常用的基材有钢、铝合金、钛合金等。
激光金属熔覆沉积技术的材料形式不仅包括金属粉末和基材，还包括熔覆层的形态。
根据金属粉末的喷射速度和熔化程度，熔覆层可以呈现出不同的形态，如平整层、堆积层、孔隙层等。
这些不同形态的熔覆层具有不同的力学性能和微观结构，可满足不同应用需求。
激光金属熔覆沉积技术的材料形式还包括金属粉末的粒径和分布。
金属粉末的粒径对于制备金属覆盖层的性能有重要影响。
一般来说，较细的金属粉末可以制备出更加均匀、致密的覆盖层，具有更好的力学性能和表面质量。
而粒径较大的金属粉末则适用于制备厚覆盖层或粗糙表面。
激光金属熔覆沉积技术的材料形式还受到其他因素的影响，如激光功率、扫描速度、熔化效率等。
这些因素会影响金属粉末的熔化和喷射过程，进而影响金属覆盖层的质量和性能。
因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素，优化激光金属熔覆沉积技术的材料形式，以获得理想的制品。
激光金属熔覆沉积技术的材料形式包括金属粉末、基材、熔覆层形态和粒径分布等。
选择合适的材料形式对于制备高质量的金属覆盖层至关重要，需要综合考虑多种因素。
激光金属熔覆沉积技术的不断发展和创新将为材料制备领域带来更多可能性和应用前景。
激光熔覆技术分析与展望讲解
激光熔覆技术分析与展望讲解激光熔覆技术是一种应用激光传热原理将金属粉末熔化并喷射到基底材料上形成一层涂覆层的先进表面修复方法。
它具有高精度、高速度、高质量的优点，被广泛应用于修复磨损、腐蚀和疲劳损伤等表面缺陷。
本文将对激光熔覆技术的原理、应用和展望进行分析和讲解。
首先，激光熔覆技术的原理是利用激光束在基底材料表面形成高温的熔化区域，并将金属粉末通过喷射器喷射到这个熔化区域，然后迅速冷却并与基底材料粘结。
激光束的选择取决于基底材料和喷射粉末的特性，激光功率和扫描速度的控制可以实现对涂覆层的厚度和质量的调控。
激光熔覆技术具有很多独特的优点。
首先，它可以在高精度下进行，能够在微米级别上调整涂覆层的厚度和形状。
其次，由于激光束的高能密度，喷射粉末能够快速熔化并与基底材料粘结，从而减少了熔化区域的热影响和晶粒生长，使得涂覆层具有更好的结构和性能。
另外，激光熔覆技术是一种快速、高效的修复方法，能够在较短的时间内完成修复，大大提高了工作效率。
激光熔覆技术在许多领域都得到了广泛的应用。
首先，在航空航天领域，激光熔覆技术可以用于修复飞机发动机叶片和涡轮叶片等高温部件的磨损和腐蚀缺陷，同时也可以应用于航天器的防护和修复。
其次，在汽车制造领域，激光熔覆技术可以修复汽车缸体、曲轴和传动系统等重要零部件的表面缺陷，提高其使用寿命和可靠性。
再者，在石化和能源领域，激光熔覆技术可以用于修复和防护管道和阀门等设备的磨损和腐蚀缺陷，延长其使用寿命。
展望未来，激光熔覆技术有着广阔的发展前景。
首先，随着传感器技术和智能控制技术的发展，激光熔覆技术可以更加精确地控制涂覆层的厚度和质量，实现更高级别的自动化和智能化。
其次，随着金属粉末材料的研发和应用不断进步，激光熔覆技术可以涵盖更广泛的材料类型和应用领域。
另外，随着激光器的性能不断提高和价格的降低，激光熔覆技术的成本会进一步降低，使得它的应用更加广泛。
总之，激光熔覆技术是一种先进的表面修复方法，具有高精度、高速度、高质量的优点，在航空航天、汽车制造和石化能源等领域得到了广泛的应用。
激光熔覆原位自生增强颗粒复合涂层讲解
激光熔覆原位自生增强颗粒复合涂层激光熔覆陶瓷颗粒增强金属基复合涂层是一项先进的表面技术,它可改善材料表面性能,如耐磨性、耐蚀性、抗氧化、抗热震能力等。
在该技术中,激光熔覆原位自生陶瓷增强复合涂层的方法是在激光照射下,通过元素之间或元素与化合物之间的原位反应,在涂层内原位生成一种或几种高强度、高弹性模量的陶瓷增强相,由于这种增强体是原位形核、长大的热力学稳定相,其表面无污染,因而避免了与基体相容性不良的问题,且界面结合强度高。
为了在钛合金表面获得良好的耐磨涂层,本文熔覆涂层分别选用了市售的KF-Co50和自制的CoBTiSi 复合涂层粉末进行实验。
利用XRD、SEM、和EMPA等分析手段对激光熔覆层的微观组织进行分析;在HX-1型显微硬度计测量涂层微区组织的显微硬度值,在UMT-2型多功能摩擦磨损测试仪上进行干滑动摩擦磨损实验。
同时为了在铜合金表面得到良好的激光熔覆层,把理论与试验相结合,通过热力学理论计算,选择出Ni基熔覆涂层体系,利用横流CO_2激光器在铜合金表面原位自生陶瓷颗粒增强涂层。
激光熔覆市售的KF-Co50复合涂层试验表明:涂层与基体实现了良好的冶金结合;熔覆区是在γ-Co固溶体基体上均匀分布着大量的TiB_2、TiC、WB 和Cr_5Si_3陶瓷相和金属间化合物,涂层组织细密,生成树枝状、块状、不规则等形态组织,对涂层的力学性能分析结果表明:涂层显微硬度值较基体有显著提高,涂层获得最高硬度可达1000HV以上,约为基体硬度的3-4倍,显微硬度值从表面到基体呈较平稳的过渡。
涂层耐磨性较基体有显著提高。
涂层中的磨损机制主要为磨粒磨损及其引起的剥层,基体中除此之外还有粘着磨损。
激光熔覆自制的CoTiBSi复合涂层试验表明:涂层中原位合成的TiB_2和TiB陶瓷相均匀分布在γ-Co基合金涂层中。
涂层内枝晶组织细小均匀,枝晶内和枝晶间存在明显的组织和成分差异。
随着Ti、B含量的增加,激光熔覆原位生成物的组织形态发生相应的变化,熔覆区组织由细小分散的片状和块状转变为柱状枝晶组织,取向规则,分布均匀。
碳化钨激光熔覆工艺-概述说明以及解释
碳化钨激光熔覆工艺-概述说明以及解释1.引言1.1 概述碳化钨激光熔覆工艺是一种先进的表面改性技术，通过使用激光束将碳化钨材料熔化并迅速冷却，将其熔覆在基体材料表面，形成一层坚硬且具有优异性能的涂层。
碳化钨激光熔覆工艺在材料加工领域具有广泛的应用前景。
碳化钨作为一种耐高温、耐磨、耐腐蚀的材料，在机械制造、航空航天、能源等领域有着重要的地位。
然而，由于其本身的脆性和难加工性，碳化钨的应用受到了一定的限制。
而碳化钨激光熔覆工艺通过将碳化钨材料熔化后迅速冷却固化，使其与基体材料牢固结合，从而克服了碳化钨材料的脆性和难加工性问题，为碳化钨的应用提供了新的途径。
碳化钨激光熔覆工艺具有许多优点，首先是高能量密度的激光束可以在非常短的时间内将碳化钨材料瞬间加热到高温并快速冷却，从而使熔覆层的晶粒细小、致密度高、化学成分均匀。
其次，碳化钨激光熔覆工艺具有较低的热输入和局部热影响区，可以最大程度地减少基体材料和熔覆层的热变形和热应力，从而保证了涂层的牢固性和耐磨性。
此外，碳化钨激光熔覆工艺还具有高效、精确、可控的特点，可以根据不同的应用需求，选择合适的工艺参数和材料组合，实现定制化的涂层设计。
尽管碳化钨激光熔覆工艺具有众多优势，但也存在一些局限性。
首先，激光设备昂贵，操作和维护成本较高，限制了碳化钨激光熔覆工艺的推广和应用。
其次，由于碳化钨的高熔点和热导率较高，可能导致熔覆过程中产生的温度梯度较大，进而影响涂层的质量和性能。
此外，碳化钨激光熔覆工艺的应用范围还需要进一步扩展和深入研究，以满足不同领域对于涂层性能的需求。
总之，碳化钨激光熔覆工艺作为一种先进的表面改性技术，具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着激光技术的不断进步和工艺参数的优化，碳化钨激光熔覆工艺将会在材料领域中扮演更加重要的角色。
文章结构部分的内容可以包括以下几个方面的描述：1.2 文章结构本文主要包括以下几个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，首先对碳化钨激光熔覆工艺进行概述，介绍其在材料加工领域中的重要性和应用前景。
激光熔覆简介
（一）激光熔覆技术激光熔覆技术是激光材料表面处理的一种，最早的激光熔覆技术专利是由Gnanamuthu于 1974 年底提出申请的。
激光熔覆技术（Laser cladding）也称近形技术（Laser Engineering Net Shape: LENS）或激光直接粉末沉积技术（Direct Laser Powder Deposition: DLPD）。
激光熔覆的目的就是在基体材料表面生成具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀、热障碍等的功能层。
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及基体材料成冶金结合的表面涂层。
从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。
及堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层及基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
从当前激光熔覆的应用情况来看，其主要应用于两个方面：一，对材料的表面改性，如燃汽轮机叶片，轧辊，齿轮等；二，对产品的表面修复，如转子，模具等。
有关资料表明，修复后的部件强度可达到原强度的90%以上，其修复费用不到重置价格的1/5，更重要的是缩短了维修时间，解决了大型企业重大成套设备连续可靠运行所必须解决的转动部件快速抢修难题。
另外，对关键部件表面通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金，可以在零部件表面不变形的情况下大大提高零部件的使用寿命；对模具表面进行激光熔覆处理，不仅提高模具强度，还可以降低2/3的制造成本，缩短4/5的制造周期。
三、修复，比如一根曲轴出现了裂痕，在以前是要报废的。
但是用激光熔覆就可以修复。
四、节约成本，比如在钢上熔覆上钛合金可以使得工件达到钛的性能又可以减少工件的价格。
熔覆材料：目前应用广泛的激光熔覆材料主要有：镍基、钴基、铁基合金、碳化钨复合材料。
其中，又以镍基材料应用最多，及钴基材料相比，其价格便宜。
激光熔覆送粉方式讲解
图4 同轴送粉喷嘴
图5 同轴送粉喷嘴结构示意图
同轴送粉粉末预热
图6 粉末预热效果
小 结
1、自动送粉方式：同步侧向送粉与同轴送粉 2、同步侧向送粉结构简单、价格较低，粉末利用率不 高，熔覆质量相对较差，适用于平面、轴类激光熔覆。 3、同轴送粉结构复杂、粉末经过预热，熔覆质量好，
通用性强
作业思考题
图3 同步侧送粉示意图
同步侧送粉的特点
1、结构简单、成本较低、粉末利用率相对较低 2、要求粉末具有较好的流动性（粉末粒度：40~160μm）
过细：粉末易结团过粗：易堵来自送料喷嘴 粉末需预热（100-120℃烘干）
3、运动方向变化时，送粉量受影响，熔覆层表面平整度差
同轴送粉
激光与粉末流同轴 集成焦距调节、气体保护、循环冷却、粉末流道、激光束通道等结构
1、对比分析同步侧送粉与同轴送粉的优缺点
2、现有一台光纤耦合激光器，激光头拟安装到机械手上，请问
选择哪个送粉方式比较合适？为什么？
激光熔覆送粉方式
课程：激光表面改性技术
主讲教师：林继兴
激光熔覆送粉方式
教学目标 通过本次课程的学习，掌握激光熔覆常见的两种送粉 方式及各自的优缺点。
自动送粉方式
同步侧送粉
图1
送 粉 方 式
同轴送粉
图2
同步侧送粉
粉末由送粉器经送粉管直接送到工件表面激光辐照区。 粉末到达熔区前先经过光束，被加热到红热状态，落入熔区后随即融化， 随基材的移动和粉末的连续送入，形成激光熔覆带。