La tecnología de revestimiento láser es una tecnología interdisciplinaria de alta tecnología que involucra luz, mecánica, electricidad, computadoras, materiales, física, química y otras disciplinas. Se propuso en la década de 1960 y la primera patente sobre el revestimiento láser de alta energía se emitió en 1976. En la década de 1980, la tecnología de revestimiento láser se desarrolló rápidamente. La tecnología de creación rápida de prototipos combinada con el auge de la tecnología CAD añadió nueva vitalidad a la tecnología de revestimiento láser.
Hemos llevado a cabo con éxito investigaciones sobre polvos y cerámicas a base de cobalto, níquel, hierro y otras aleaciones autofundentes en las superficies de acero inoxidable, acero para moldes, hierro fundido maleable y fundición gris. hierro, aleación de cobre, aleación de titanio, aleación de aluminio y aleaciones especiales con láser de fase. El revestimiento láser de polvo de aleación a base de hierro es adecuado para piezas que requieren resistencia al desgaste local y se deforman fácilmente. El polvo de aleación a base de níquel es adecuado para componentes que requieren resistencia al desgaste local, resistencia a la corrosión en caliente y resistencia a la fatiga térmica. El polvo de aleación a base de cobalto es adecuado para piezas que requieren resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y resistencia a la fatiga térmica. Los recubrimientos cerámicos tienen alta resistencia a altas temperaturas, buena estabilidad térmica y alta estabilidad química. Son adecuados para piezas que requieren resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la oxidación. En condiciones severas de desgaste por deslizamiento, desgaste por impacto y desgaste abrasivo, los polvos de aleaciones puras a base de níquel, cobalto y hierro ya no pueden cumplir con los requisitos de las condiciones de operación. Por lo tanto, se ha convertido en revestimiento láser de recubrimientos compuestos de cermet sobre superficies de aleación. a Un tema de investigación candente entre los académicos nacionales y extranjeros ha sido la investigación sobre el revestimiento láser de diversos revestimientos cerámicos o cermet sobre las superficies de acero, aleaciones de titanio y aleaciones de aluminio.
La aplicación del revestimiento láser tiene dos aspectos principales: resistencia a la corrosión (incluida la resistencia a la corrosión a altas temperaturas) y resistencia al desgaste. Tiene una amplia gama de aplicaciones, como la superficie de sellado de válvulas y asientos de válvulas. de motores de combustión interna, agua, revestimiento láser de separadores de gas o vapor, etc.
Para mejorar simultáneamente la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión del material, se pueden utilizar aleaciones a base de Co (como la serie Co-Cr-Mo-Si) para el revestimiento láser. La presencia de la fase intermetálica dura Co3Mo2SI en el rango de composición de fases de la matriz garantiza la resistencia al desgaste, mientras que el Cr proporciona resistencia a la corrosión. Para evaluar la calidad de la capa de revestimiento láser, consideramos principalmente dos aspectos. Uno es macroscópicamente, para examinar la forma del canal de revestimiento, la rugosidad de la superficie, las grietas, los poros y la tasa de dilución, etc., en segundo lugar, microscópicamente, es para examinar si se forma una buena estructura y si puede proporcionar el rendimiento requerido. Además, también se deben medir los tipos y la distribución de elementos químicos en la capa de revestimiento de la superficie y se debe prestar atención a analizar si la capa de transición es una unión metalúrgica. Si es necesario, se deben realizar pruebas de calidad de vida.
El trabajo de investigación se centra en la investigación y el desarrollo de equipos de revestimiento, dinámica de piscinas fundidas, diseño de composición de aleaciones, formación de grietas, métodos de propagación y control, y la fuerza de unión entre la capa de revestimiento y el sustrato.
Los principales problemas que enfrenta la futura aplicación de la tecnología de revestimiento láser son:
①La razón principal por la que la tecnología de revestimiento láser aún no se ha industrializado completamente en China es la inestabilidad de la calidad del capa de revestimiento. Durante el proceso de revestimiento láser, las velocidades de calentamiento y enfriamiento son extremadamente rápidas, alcanzando la velocidad más alta 1012°C/s. Debido a la diferencia en el gradiente de temperatura y el coeficiente de expansión térmica entre la capa de revestimiento y el material base, pueden ocurrir varios defectos. en la capa de revestimiento, incluyendo principalmente poros, grietas, deformaciones y rugosidades superficiales.
②Detección e implementación de control automatizado del proceso de deposición óptica.
③La sensibilidad al agrietamiento de la capa de revestimiento láser sigue siendo un problema difícil que preocupa a los investigadores nacionales y extranjeros, y también es un obstáculo para la aplicación de ingeniería y la industrialización. Aunque se ha estudiado la formación y expansión de grietas. control El método aún no está maduro. Desde la década de 1980, la tecnología de revestimiento láser se ha desarrollado rápidamente y se ha convertido en un punto importante en la investigación de modificación de superficies con láser en el país y en el extranjero. La tecnología de revestimiento láser tiene grandes beneficios técnicos y económicos y se utiliza ampliamente en la fabricación y mantenimiento de maquinaria, fabricación de automóviles, maquinaria textil, navegación y aeroespacial, y en la industria petroquímica.
La tecnología de revestimiento láser ha conseguido ciertos resultados y se encuentra en la fase inicial de aplicación industrial. Las perspectivas de desarrollo futuro incluyen principalmente los siguientes aspectos:
(1) Investigación teórica básica sobre revestimiento láser.
(2) Diseño y desarrollo de materiales de revestimiento.
(3) Mejora y desarrollo de equipos de revestimiento láser.
(4) Establecimiento del modelo teórico.
(5) Tecnología de creación rápida de prototipos de revestimiento láser.
(6) Automatización del control del proceso de revestimiento.