比热喷涂更加有效果和速率的超高速激光熔覆技术

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当前,零件的耐蚀、耐磨涂层主要是经过硬铬的电镀、热喷涂、或其他堆焊技术来修复。不过,这些技术的运用将会逐步因为环境,健康等问题被取部分代替。为此德国弗劳恩霍夫激光技术研讨所(FraunhoferILT)和亚琛工业大学(RWTH-Aachen)的研讨者开发出一种超高速激光熔覆技术,德文称之为EHLA。并荣获了2017年Fraunhofer创新奖(Fraunhofer最高奖项)。

保护零件免受腐蚀和磨损并不简单,标准的技术如硬铬电镀、热喷涂、堆焊等技术均有各自的限制性。激光熔覆是比较常见的可代替技术,但因为镀层速度乃至精准度的不足,还无被广泛使用。而超高速激光熔覆技术,将革命性代替传统的涂层制备技术。弗劳恩霍夫激光技术研讨所的AndresGasser博士介绍说:“选用超高速激光熔覆技术,咱们可以在短期内完成大面积涂层的快速制备,熔覆层厚后遵循技术需求从0.1-0.25mm调剂,对工件表面基本无损伤,和普通激光熔覆技术的不同之处在于粉末在离工件一定间隔处熔化,并高速喷射到工件表面产生极薄的冶金层。

代替部分硬铬电镀技术

硬铬电镀是当前耐蚀、耐磨涂层制备最常用的技术之一,但是耗能较大。超高速激光熔覆技术现在为咱们提供了更经济的方法,加工过程不必应用化学原料,非常环保。不同于电镀铬层,该技术制备的涂层与基体之间为冶金结合,涂层不易剥落。而且,超高速激光熔覆技术制备的表面涂层中无硬铬层里常见的气孔和裂纹缺点,其防护作用更持久、有效。

比热喷涂更加有效利用资源

热喷涂技术同样也有不足之处,其加工过程粉末材料与气体耗损较大,材料利用率最大只要50%左右;而且涂层和基体的结合力较弱。因为热喷涂制备的涂层气孔较多,必须选用多层堆积方法制备(每层约莫25-50μm厚)。相比较于热喷涂方法,新开发的超高速激光熔覆技术材料利用率高达90%以上,明显提升了金属粉的利用率与经济性。单层涂层中不仅是无气孔,而且与基体结合牢靠。

比堆焊速度更快、应用更广

堆焊常用来生产高品质、结实的涂层,传统的堆焊技术如钨极惰性气体保护焊或等离子弧粉末堆积技术的涂层普遍都较厚(约2-3mm),需要耗损大量材料。常规激光熔覆技术尽管已可以制备较薄的涂层(约0.5mm-1mm),但在处理大零件表面时效果和速率还是过低,所以当前为止只运用于某些特殊领域。该方法的另外一问题是需要特定的熔池尺寸方可得到完好点的熔覆涂层:零件被部分溶化的同时,粉末经过送粉喷嘴直接送入到熔池内部。Gasser博士在阐述超高速激光熔覆新技术时重申,其技术主要性是“粉未颗粒在熔池上方就被激光溶化”。这象征着粉末材料是以液態形式进入到熔池,而不是以固態颗粒状態,因此熔覆层会更加均质;而且,激光对基体材料的溶化量非常有限,只是表面的几个微米深度,而不是毫米标准。

超高速激光熔覆速度比传统激光熔覆快100-250倍,让激光对基体的热影响达到最小。因此,超高速激光熔覆可实现热敏感材料零件的涂层制备,传统方法因热输过高,这在以前是不可能实现的。同时,这种新技术还可用在全新的材料组合,比如铝基材料或铸铁材料上涂层的制备。

一些高承载零件内壁对表面熔覆、修复的运用需求接续增加,希望具备出色的耐磨、耐冲刷、耐腐蚀特性和功能等,如轴承、模具、气缸、油缸、挤压筒、阀门等。伴随着产品服役特性和功能、结构复杂度的提升,工业界对内壁激光熔覆、修复技术的适用极限标准、多功能性与高质高效性提出了愈来愈高的运用需求。

不同于外壁激光熔覆,内壁激光熔覆加工头中激光束、粉末、冷却水都需在有限空间经过长间隔传输达到光学头的顶端,为适应更加小、更长内径零件的加工,内壁激光熔覆加工头要求具备高集成、高精准度、高刚性的特性。

内壁激光熔覆光学系统,也称为ICO(Inner Cladding Optics),是内壁激光熔覆系统的核心部件, ACunity与Fraunhofer ILT的孵化企业IXUN GmbH设立联合实验室与制作工厂,针对工业界不同的运用需求,开发了系列型号内壁激光熔覆光学系统,对光路设计、轻量化结构刚性、水冷功效、粉末会聚特性和功能、集成度等接续优化进级,在最大延长长度、最小适用内径规模不断挑战极限,可满足工业界大部分规格尺寸零件的内孔、内腔的激光加工需求。模块化的系统设计与多系列的内壁光学系统可满足内壁激光熔覆、激光修复、激光焊接、激光硬化等不同加工需求,所有外壁激光熔覆适用的材料均可以应用。

亚琛联合科技的内壁激光加工系统在设计上充分考虑了应用方便性,系统选用模块化设计,机床、机器人不同运动形式,装备不同规格的内壁光学系统,也可实现内、外壁激光熔覆的一体化集成。同时,针对不同产品特点、技术需求,开发了内壁激光熔覆、修复、硬化等不同方法的配套技术标准。

比热喷涂更加有效果和速率的超高速激光熔覆技术



大粤激光(DAYUE LASER)品牌简介


大粤激光(DAYUE LASER)是一家专业从事精密激光焊接和高精度激光打标设备的制造商,生产销售精密激光焊接机和高精度激光打标机。

目前研发生产和销售的产品有:激光点焊机,激光焊接机,激光打标机等自动化激光工业设备,包括连续光纤激光焊接机、脉冲激光焊接机、QCW精密激光焊接机、光纤传导激光焊接机、振镜扫描激光焊接机(又分光纤传导型和硬光路型),机器人激光焊接机、四轴联动激光焊接机、能量反馈激光焊接机、三通激光焊接机、电池极耳激光焊接机、直綘对焊激光焊接机、首饰激光点焊机、牙科激光点焊机、桌面式激光点焊机、激光模具烧焊机、吊臂式激光模具烧焊机、悬臂式激光模具烧焊机、光纤激光打标机,CO2激光打标机,紫外激光打标机,绿光激光打标机,飞行在线激光打标机、激光喷码机、MOPA氧化铝激光打标机、自动激光打标系统、龙门式大幅面激光打标系统、1.5米刻度激光打标系统、PLC在线激光打标系统、XY数控视觉定位激光打标系统、在线飞行视觉定位激光打标系统、3D激光打标机、自动对焦激光打标系统、便携式激光打标机、桌面式激光打标机、壹轴激光打标机、三轴手机壳激光打标系统等等。


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