Материалы, требующие предварительной-термической обработки перед лазерной наплавкой

Лазерная наплавка — это передовая технология модификации поверхности, которая формирует высокоэффективное металлургическое связующее покрытие на поверхности подложки путем плавления плакирующих материалов и поверхности подложки высокоэнергетическим лазерным лучом-. Однако для некоторых материалов прямой Лазерная наплавкабез предварительной-термической обработки часто приводит к серьезным дефектам, таким как трещины, поры или плохая прочность сцепления в плакирующем слое. Предварительная-термическая обработка в основном уменьшает температурный градиент между зоной плакирования и подложкой, снижает тепловые напряжения, возникающие во время быстрого процесса нагрева и охлаждения, а также улучшает микроструктуру и механические свойства подложки, тем самым закладывая прочную основу для высококачественной-наплавки. Выбор материалов, требующих предварительной-термической обработки, тесно связан с их химическим составом, содержанием углерода и теплопроводностью.

Высоко-углеродистые и высоко-легированные стали — это основные материалы, требующие предварительной-термической обработки передЛазерная наплавка. Стали с содержанием углерода более 0,4%, такие как сталь 45#, инструментальная сталь Т10 и различные легированные конструкционные стали, содержащие хром, молибден или ванадий, имеют плохую теплопроводность и высокую прокаливаемость. Во время прямой лазерной наплавки быстрый рост и падение температуры вызовет значительное термическое напряжение в подложке, легко вызывая трещины как в слое оболочки, так и в зоне термического-воздействия. Кроме того, чугуны, особенно чугун с высоким-хромом и чугун с шаровидным графитом, также требуют предварительного-нагрева. Чугуны содержат графитовые фазы с неравномерным распределением, и высокотемпературное лазерное облучение может легко вызвать окисление графита и объемное расширение, что приводит к концентрации внутренних напряжений; пред-термическая обработка может гомогенизировать температурное поле и снизить подобные риски. Некоторые тугоплавкие металлы и их сплавы, такие как титановые сплавы и суперсплавы на основе никеля-, используемые в аэрокосмической отрасли, также нуждаются в соответствующей предварительной-термической обработке из-за их высокой чувствительности к тепловому удару.

Для вышеупомянутых материалов пред-термическая обработка – это не дополнительный процесс, а важнейшая гарантия успеха.Лазерная наплавка. Правильный пред-нагрев может не только эффективно предотвратить образование трещин и других дефектов, но и улучшить смачиваемость плакирующего порошка поверхностью подложки, способствуя образованию плотной границы металлургического соединения. Кроме того, пред-термическая обработка может улучшить микроструктуру подложки, уменьшить разницу в твердости между плакирующим слоем и подложкой, а также повысить общую износостойкость, коррозионную стойкость и усталостную прочность плакированной детали. Следует отметить, что температуру предварительного-нагрева и время выдержки необходимо точно контролировать в соответствии с конкретным типом материала и размером детали; чрезмерный пред-нагрев может привести к росту зерен подложки, тогда как недостаточный пред-нагрев не может обеспечить желаемый эффект снятия напряжений.