Information dynamic
資訊動態(tài)
激光表面處理 (LST) 利用激光束的強熱能對基材表面進(jìn)行改性、合金化和熔覆。在 LST 中,可以實現(xiàn) 104–106°C/s 的非常高的冷卻速率。在多組分系統(tǒng)的情況下,如此高的冷卻速率阻止了分離的可能性。激光表面處理可以細(xì)化微觀結(jié)構(gòu),溶解夾雜物和沉淀物,形成非平衡過飽和固溶體、準(zhǔn)結(jié)晶和無定形材料,微觀結(jié)構(gòu)的變化通常會提高耐腐蝕性。激光表面處理激光處理工藝。從模擬中預(yù)測并從熱電偶數(shù)據(jù)中獲得的溫度的時間變化顯示??梢杂^察到,預(yù)測的溫度與熱電偶數(shù)據(jù)非常吻合。然而,這兩個結(jié)果之間的小差異很小,在實驗誤差范圍內(nèi)。激光表面處理基板材料[ h),除了光學(xué)系統(tǒng)清潔外不需要額外的維護,并且易于使用和移動[]。優(yōu)點源于 HPDL 的獨特性能,即大約 30-50% 的高效率(2.0 kW 激光器 與激光器冷卻系統(tǒng)一起消耗 7.5 kW)、非常高的輻射吸收系數(shù)以及線性形狀的激光輻射束。HPDL 的價格也相對較低,非常耐用(超過 10,000 14-19 ]。

激光表面處理后凝固材料的結(jié)構(gòu)特征是具有與鎂合金結(jié)晶相關(guān)的多樣化形態(tài)的帶狀結(jié)構(gòu)。已經(jīng)觀察到這些區(qū)域的晶體生長方向發(fā)生了多次變化。在位于固相和液相之間的邊界上的區(qū)域中,發(fā)生在沿?zé)崽幹玫姆较?。?yīng)該注意的是,冷卻周期在tx軸(激光掃描軸)x。溫度在激光強度停止的x = 0.005 m 處達(dá)到最大值。沿 0 ≤ x 的溫度衰減= 0.05 秒后立即停止激光束功率。在這種情況下,激光束的位置距離初始起點= 0.005 m,沿> 0.005 m) 導(dǎo)致高溫度梯度。對于高激光功率強度尤其如此。輻照區(qū)域中液相的過熱在= 0.005 m處很明顯。該區(qū)域溫度的快速衰減與表面的對流和輻射冷卻以及從輻照區(qū)域到基板材料的固體塊的傳導(dǎo)損失有關(guān)≤ 0.005 m 是漸進(jìn)的,而x > 0.0005 m則是尖銳的。溫度的逐漸衰減與停止激光功率之前的激光掃描期間該區(qū)域的加熱有關(guān)。此外,激光光斑前沿區(qū)域的溫度急劇下降 ( xt 時= 激光掃描開始后 0.05 秒。在這種情況下,照射區(qū)域的溫度超過氧化鋁的熔化溫度。這種情況在溫度曲線中可見,其中斜率隨熔化溫度變化。隨著冷卻期的進(jìn)行,在激光功率停止的區(qū)域,即在x處,溫度迅速衰減. 此外,由于表面溫度在冷卻開始時達(dá)到高值,因此在高激光功率水平下溫度衰減率更為明顯。在這種情況下,高溫下的低彈性模量導(dǎo)致低應(yīng)力水平。此外,應(yīng)力在激光照射光斑的前部區(qū)域達(dá)到高值 ( x > 0.005 m)。這歸因于在該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了高溫梯度。

此外,應(yīng)力在初始加熱區(qū)域 用于不同的冷卻時間和兩種激光輸出功率。在早期冷卻期間,應(yīng)力在高溫區(qū)域達(dá)到較低值,這對于兩種激光器輸出功率都是如此。這是因為氧化鋁的彈性模量隨溫度升高而顯著降低(≤ 0.005 m),這與激光掃描過程中產(chǎn)生的高溫梯度有關(guān)。隨著冷卻期的進(jìn)行,溫度顯著降低應(yīng)力變?yōu)闅堄鄳?yīng)力。沿x軸的殘余應(yīng)力仍然很高,這對于高激光輸出功率強度 (0.25 × 10 9 W m -2 )尤其如此。這是因為在激光掃描過程中沿x-軸,即高強度光束導(dǎo)致激光照射區(qū)域中的高溫度梯度。殘余應(yīng)力的最大值在 3GPa 左右,相當(dāng)高,可能會導(dǎo)致激光處理表面出現(xiàn)裂紋。使用放大倍數(shù)高達(dá)500 倍的進(jìn)行的微觀結(jié)構(gòu)研究獲得的結(jié)果表明,所使用的 和 陶瓷粉末。對于微觀結(jié)構(gòu)評估,使用背散射電子檢測方法,加速電壓為 20 kV。基于這些研究,提出了粉末顆粒在和鑄鋁合金表層中的分布。還發(fā)現(xiàn)在激光處理的表面層中,所產(chǎn)生的涂層沒有孔隙或裂紋,該層也沒有出現(xiàn)任何缺陷或故障。 有時,層的不連續(xù)性可以看作是傳熱過程的產(chǎn)物,可以通過適當(dāng)調(diào)整粉末質(zhì)量和粉末進(jìn)料速率來中和。還可以根據(jù)橫截面顯微照片來評估粉末進(jìn)料深度的厚度,大約為 120 對于和大約 μm 。使用 WC 粉末時為1.2毫米。
咨詢服務(wù):025-8675 6108
售后服務(wù):025-8675 6109
總部地址:南京市江寧區(qū)瑞鑫路1號智能
制造創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園