Peranti kerja peralatan pelapisan laser terutamanya termasuk laser, peranti suapan, muncung pelapis, platform pemprosesan dan sistem kawalan. Untuk keseluruhan peralatan pelapisan laser, peranti muncung pelapisan adalah bahagian paling penting dari keseluruhan peralatan, peranan utamanya ialah penghantaran, pemfokusan, transformasi pancaran laser dan penghantaran segerak serbuk pelapis. Teknologi utama muncung pelapisan ialah pemfokusan pembentuk dan transformasi laser, penumpuan penghantaran dan suntikan bahan pelapis dan gandingan bahan optik. Yang kedua ialah laser, dan kini laser utama yang akan digunakan ialah laser karbon dioksida, laser YAG dan laser semikonduktor. Laser karbon dioksida kini merupakan laser yang paling banyak digunakan di China, dan lebih mudah untuk mencapai kuasa tinggi, tetapi ia mempunyai kelemahan volum terlalu besar dan penggunaan tenaga unit yang tinggi. Disebabkan oleh perkembangan teknologi, kadar penggunaan laser YAG sentiasa meningkat, yang boleh mencapai penghantaran gentian dan meningkatkan fleksibiliti bahagian. Kelebihan laser semikonduktor ialah kadar penukaran elektro-optik yang tinggi, harga peralatan yang rendah, saiz kecil, kos penyelenggaraan yang lebih rendah, lebih sesuai untuk digunakan dan beberapa kelebihan.
Kelebihan dan keburukan pelapisan laser
1. Kelebihan pelapisan laser
Pelapisan laser secara amnya mempunyai kekerasan yang tinggi, rintangan haus, rintangan kakisan, rintangan pengoksidaan dan ciri-ciri lain, terutamanya rintangan kakisan, yang sangat membantu untuk memanjangkan hayat bahan, menjimatkan logam mahal, menjimatkan sumber, dan tiada masalah pencemaran alam sekitar. Berbanding dengan kaedah pengubahsuaian permukaan substrat tradisional yang lain, kadar pencairan lapisan pelapisan yang terdiri daripada pelapisan laser adalah lebih rendah (biasanya 5% ~ 8%), dan ia mudah untuk membentuk lapisan pelapisan yang lebih nipis. Penggunaan kaedah ini bukan sahaja mengurangkan kos, tetapi juga meningkatkan kecekapan pelapisan. Pelapisan laser mempunyai ciri-ciri zon kecil yang terjejas haba dan ubah bentuk kecil, dan kadar penyejukannya sangat cepat (102 ~ 106 K/s), yang cenderung membentuk struktur padat. Pada masa ini, proses pelapisan laser dikawal oleh komputer, menggunakan kawalan digital dan automatik sepenuhnya, dan parameter proses lebih stabil dalam proses operasi, lapisan pelapisan yang disediakan lebih seragam, dan kadar ralat lebih rendah. Pelapisan laser digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, kuasa elektrik, kereta, kapal, minyak dan bidang lain. Teknologi pelapisan laser boleh menjadi hampir semua bahan logam atau seramik pada logam atau aloi.
2. Kekurangan pelapisan laser
(1) Mudah menghasilkan pori-pori. Dalam proses pelapisan, gas dalam kolam lebur terlalu lewat untuk dilepaskan, yang akan menyebabkan pembentukan liang dalam lapisan pelapis. Bagi substrat pengaliran sendiri, kerana ia mengandungi sejumlah besar penyahoksida silikon-boron, tindak balas penyahoksidaan akan berlaku terlebih dahulu dalam proses pelapisan, menghasilkan sebatian borosilikat yang sepadan, yang boleh melindungi udara. Apabila masa pemanasan pelapisan cukup lama, tindak balas penyahoksidaan boleh dijalankan sepenuhnya dan tiada lubang gas akan terbentuk. Walau bagaimanapun, masa pemanasan pelapisan laser adalah pendek dan kadar penyejukan adalah cepat, dan tindak balas penyahoksigenan tidak mencukupi, jadi penyahoksida ini tidak dapat menghasilkan kesan, dan ia mudah membentuk liang. Secara umumnya, stomata hampir sukar untuk dielakkan, dan hanya boleh dikawal dengan beberapa langkah. Kaedah biasa termasuk menghalang serbuk aloi daripada mengoksida sebelum digunakan, mengeringkan bahan pelapis sebelum digunakan, dan sebagainya.
(2) Mudah retak. Dalam proses pelapisan, pencairan, pemejalan dan penyejukan semuanya berlaku dalam tempoh yang singkat, dan pelbagai tegasan, seperti tegasan haba dan tegasan struktur, akan kekal. Di samping itu, jika parameter proses ditetapkan secara tidak betul, keretakan juga akan berlaku. Menurut hasil penyelidikan sedia ada, terdapat beberapa kaedah untuk menghapuskan keretakan dalam proses pelapisan: Komposisi munasabah bahan pelapis. Pemilihan parameter proses dan teknologi pelapisan yang betul.Tambahkan salutan pada permukaan substrat untuk meningkatkan kebolehbasahan lapisan salutan.Proses salutan dioptimumkan berdasarkan ciri-ciri tindakan tegasan lapisan salutan.
(3) Kekurangan piawaian yang seragam. Bahan pelapisan laser belum membentuk sistem bahan khas, dan tiada piawaian seragam dalam penggunaan bahan pelapis, mengakibatkan peningkatan kos dan mengurangkan faedah ekonomi. Di samping itu, kekurangan piawaian parameter proses bersatu menjadikan komunikasi antara makmal dan syarikat sukar.
Meningkatkan pemilihan bahan pelapisan laser rintangan kakisan permukaan
Bahan pelapisan adalah salah satu faktor utama yang mempengaruhi lapisan pelapisan. Prestasi lapisan pelapisan ditentukan terutamanya oleh bahan pelapis. Sejak kemunculan teknologi pelapisan laser, pilihan bahan pelapisan telah banyak diberi perhatian oleh penyelidik.
1. Serbuk aloi fluks diri berasaskan Ni
Serbuk lebur diri berasaskan nikel mempunyai rintangan kakisan yang baik, dan harganya lebih sederhana, jadi ia juga paling banyak digunakan dalam penyelidikan. Ia sesuai untuk substrat yang perlu meningkatkan kakisan rintangan haba, dan boleh dibahagikan kepada siri aloi Ni-B-Si dan Ni-Cr-B pada peringkat ini. Kandungan nikel adalah kira-kira 75%, kandungan kromium adalah kira-kira 15%, dan kandungan silikon dan boron adalah kira-kira 6%. Serbuk aloi yang disintesis bukan sahaja mempunyai rintangan kakisan yang jauh lebih tinggi, tetapi juga mempunyai prestasi kos yang agak tinggi.
2. Serbuk aloi pengaliran sendiri berasaskan kobalt
Kobalt sendiri mempunyai rintangan kakisan yang baik, dan serbuk aloi yang dibentuk oleh kobalt dan kromium mempunyai karbida seperti Cr7C3 dan borida seperti Cr2B. Kobalt mempunyai rintangan kakisan yang baik, kromium juga mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik, jadi dari sudut pandangan ciri bahannya, ia sesuai untuk rintangan kakisan dengan bahan pelapisan laser, dan ia juga mengandungi nikel, kromium, karbon dan besi, tetapi juga mempunyai kelebihan mengurangkan penghasilan keretakan. Chabrol et al. didapati melalui eksperimen bahawa bahan berasaskan kobalt mempunyai kelebihan untuk memperbaiki keadaan tegasan antara muka dan meningkatkan kekuatan ikatan. Walau bagaimanapun, kosnya agak tinggi berbanding bahan lain.
3. Serbuk aloi pengaliran sendiri berasaskan besi
Serbuk aloi boleh ubah sendiri berasaskan besi kebanyakannya digunakan dalam besi tuang dan keluli karbon rendah, dan kelebihan terbesarnya ialah harga rendah dan anti haus. Tetapi ia sangat mudah untuk dioksidakan, walaupun penambahan boron, nikel, kromium dan unsur-unsur lain tidak dapat mengimbangi ciri pengoksidaannya yang mudah. Oleh itu, fleksibilitinya sebagai bahan pelapis tahan kakisan adalah lemah.
Ringkasnya, tiga jenis serbuk aloi di atas mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri, harus dipilih mengikut keadaan sebenar, dalam bidang rintangan kakisan, memandangkan prestasi kos kes itu, serbuk aloi boleh fluks diri berasaskan nikel adalah pilihan yang lebih sesuai.
4. Serbuk logam lain
Sebagai tambahan kepada tiga jenis serbuk logam di atas, terdapat beberapa bahan lain, seperti asas titanium, asas tembaga, asas aluminium, asas magnesium dan asas kromium, serta bahan pelapis sebatian antara logam. Bahan-bahan ini menggunakan ciri khas mereka untuk mencapai pelbagai fungsi, seperti rintangan kakisan, rintangan pengoksidaan, rintangan haus, dll. Sebagai contoh, penyelidik menghantar serbuk aluminium melalui laser ke permukaan substrat, dan juga memperoleh salutan dengan prestasi yang baik. Terdapat juga serbuk berasaskan magnesium, yang lebih banyak digunakan untuk pelapisan laser aloi magnesium sebagai substrat, supaya rintangan kakisan permukaan substrat magnesium telah bertambah baik dengan ketara, terutamanya dalam eksperimen, penyelidik menggunakan larutan natrium klorida untuk menjalankan ujian kakisan dan mendapati bahawa rintangan kakisannya telah bertambah baik.
5. Serbuk seramik
Serbuk seramik terutamanya termasuk serbuk seramik oksida dan serbuk seramik silisid, antaranya serbuk seramik oksida sering digunakan dalam pelapisan laser. Kerana ia berkesan boleh meningkatkan rintangan haus, rintangan kakisan dan rintangan pengoksidaan matriks, ia sering digunakan sebagai lapisan pelapisan tahan kakisan. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh perbezaan besar antara sifat fizikal dan kimia serbuk seramik dan logam pada permukaan substrat, lapisan pelapisan mudah retak dan jatuh. Walaupun penyelidik menambah CaO, SiO2 dan bahan-bahan lain ke lapisan transit dan lapisan pelapisan, yang mengurangkan keadaan ini, ia tidak menyelesaikan sepenuhnya masalah keretakan dan jatuh dari lapisan pelapisan seramik.
6. Serbuk komposit
Serbuk komposit terutamanya terdiri daripada dua atau lebih jenis bahan dengan komposisi yang berbeza dan sifat serbuk yang berbeza, terutamanya merujuk kepada karbida, borida, nitrida, oksida dan lain-lain bahan seramik keras takat lebur tinggi dan bahan emas penyediaan campuran serbuk. Di bawah tindakan serbuk komposit laser, ia boleh menggabungkan keliatan logam yang baik dan ciri-ciri rintangan kakisan yang sangat baik, rintangan haus dan rintangan suhu tinggi seramik, dan fenomena kehilangan pembakaran dan volatilisasi bahan boleh dikawal dengan berkesan, yang adalah arah penyelidikan yang hangat dalam bidang pelapisan laser. Antaranya, serbuk aloi karbida dan serbuk aloi oksida adalah yang paling banyak dikaji dan digunakan. Zarah karbida dalam serbuk komposit boleh ditambah terus ke kolam cair laser atau dicampur dengan serbuk logam ke kolam cair laser, tetapi cara yang lebih berkesan ialah menambah dalam bentuk serbuk kompaun bersalut logam (seperti karbida bersalut nikel. , karbida bersalut kobalt).
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ialah syarikat berteknologi tinggi yang mengkhusus dalam R&D, pembuatan dan penjualan mesin pelapisan laser automatik, mesin pelapisan laser berkelajuan tinggi, mesin pelindapkejutan laser, mesin kimpalan laser dan peralatan percetakan 3D laser. Produk kami adalah kos efektif dan dijual di dalam dan luar negara. Jika anda berminat dengan produk kami, sila hubungi kami di bob@gshenglaser.com.