Lazer kaplama ekipmanının çalışma cihazı esas olarak lazer, besleme cihazı, kaplama nozulu, işleme platformu ve kontrol sistemini içerir. Tüm lazer kaplama ekipmanı için, kaplama nozülü cihazı tüm ekipmanın en önemli parçasıdır; ana rolü, lazer ışınının iletilmesi, odaklanması, dönüştürülmesi ve kaplama tozunun senkronize iletilmesidir. Kaplama nozulunun temel teknolojileri, lazerle şekillendirme ve dönüştürme odaklaması, kaplama malzemelerinin iletimi ve enjeksiyon yakınsaması ve optik malzemelerin birleştirilmesidir. İkincisi lazerdir ve artık kullanılacak başlıca lazerler karbondioksit lazerleri, YAG lazerleri ve yarı iletken lazerlerdir. Karbondioksit lazeri artık Çin'de en yaygın kullanılan lazerdir ve yüksek güce ulaşmak daha kolaydır, ancak çok büyük hacim ve yüksek birim enerji tüketimi gibi dezavantajları vardır. Teknolojinin gelişmesi nedeniyle, fiber iletimini sağlayabilen ve parçaların esnekliğini artırabilen YAG lazerlerinin kullanım oranı sürekli artmaktadır. Yarı iletken lazerlerin avantajları, yüksek elektro-optik dönüşüm oranı, düşük ekipman fiyatı, küçük boyut, daha düşük bakım maliyeti, kullanıma daha uygun olması ve bir dizi avantajdır.
Lazer kaplamanın avantajları ve dezavantajları
1. Lazer kaplamanın avantajları
Lazer kaplama genellikle yüksek sertliğe, aşınma direncine, korozyon direncine, oksidasyon direncine ve diğer özelliklere, özellikle de korozyon direncine sahiptir; bu, malzemelerin ömrünü uzatmak, pahalı metallerden tasarruf etmek, kaynakları korumak ve çevre kirliliği sorunları yaratmamak için çok yardımcıdır. Diğer geleneksel alt tabaka yüzey modifikasyon yöntemleriyle karşılaştırıldığında, lazer kaplamadan oluşan kaplama katmanının seyreltme oranı daha düşüktür (genellikle %5 ~ %8) ve daha ince bir kaplama katmanı oluşturmak kolaydır. Bu yöntemin kullanılması yalnızca maliyeti düşürmekle kalmaz, aynı zamanda kaplama verimliliğini de artırır. Lazer kaplama, küçük ısıdan etkilenen bölge ve küçük deformasyon özelliklerine sahiptir ve soğutma hızı çok hızlıdır (102 ~ 106 K/s), bu da yoğun yapılar oluşturma eğilimindedir. Şu anda, lazer kaplama işlemi dijital ve tam otomatik kontrol kullanılarak bilgisayar tarafından kontrol edilmektedir ve işlem sürecinde işlem parametreleri daha kararlıdır, hazırlanan kaplama katmanı daha düzgündür ve hata oranı daha düşüktür. Lazer kaplama havacılık, elektrik, otomobil, gemi, petrol ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Lazer kaplama teknolojisi, bir metal veya alaşım üzerindeki hemen hemen her türlü metal veya seramik malzeme olabilir.
2. Lazer kaplamanın eksiklikleri
(1) Gözeneklerin üretilmesi kolaydır. Kaplama işleminde, eriyik havuzundaki gazın deşarjı için çok geç olması, kaplama tabakasında gözeneklerin oluşmasına yol açacaktır. Kendiliğinden akan substrat için, büyük miktarda silikon-bor deoksidatör içerdiğinden, kaplama işleminde ilk önce deoksidasyon reaksiyonu meydana gelecek ve havayı izole edebilen ilgili borosilikat bileşikleri üretilecektir. Kaplamanın ısıtma süresi yeterince uzun olduğunda, deoksidasyon reaksiyonu tamamen gerçekleştirilebilir ve herhangi bir gaz deliği oluşmaz. Bununla birlikte, lazer kaplamanın ısıtma süresi kısadır ve soğutma hızı hızlıdır ve deoksijenasyon reaksiyonu yeterli değildir, bu nedenle bu deoksidanlar etki üretemez ve gözenek oluşturmak kolaydır. Genel olarak bakıldığında stomalardan kaçınmak neredeyse zordur ve ancak bazı önlemlerle kontrol altına alınabilir. Yaygın yöntemler arasında alaşım tozunun kullanımdan önce oksitlenmesinin önlenmesi, kaplama malzemesinin kullanımdan önce kurutulması vb. yer alır.
(2) Kırılması kolaydır. Kaplama sürecinde erime, katılaşma ve soğuma kısa sürede meydana gelir ve termal stres, yapısal stres gibi çeşitli stresler kalır. Ayrıca proses parametrelerinin yanlış ayarlanması durumunda çatlaklar da meydana gelecektir. Mevcut araştırma sonuçlarına göre, kaplama sürecindeki çatlakları ortadan kaldırmak için çeşitli yöntemler vardır: Kaplama malzemelerinin makul bileşimi. Proses parametrelerinin ve kaplama teknolojisinin doğru seçimi. Kaplama katmanının ıslanabilirliğini artırmak için alt tabakanın yüzeyine bir kaplama ekleyin. Kaplama işlemi, kaplama katmanının gerilim etkisi özelliklerine göre optimize edilir.
(3) Tek tip standartların olmayışı. Lazer kaplama malzemelerinin özel bir malzeme sistemi oluşturmaması ve kaplama malzemelerinin kullanımında tek tip bir standardın bulunmaması, maliyetlerin artmasına ve ekonomik faydaların azalmasına neden olmaktadır. Ayrıca birleşik bir süreç parametresi standardının olmayışı, laboratuvarlar ve şirketler arasındaki iletişimi zorlaştırmaktadır.
Yüzey korozyon direncine sahip lazer kaplama malzemelerinin seçimini geliştirin
Kaplama malzemesi kaplama katmanını etkileyen ana faktörlerden biridir. Kaplama katmanının performansı esas olarak kaplama malzemesine göre belirlenir. Lazer kaplama teknolojisinin ortaya çıkışından bu yana, kaplama malzemesi seçimi araştırmacılar tarafından büyük önem kazanmıştır.
1. Ni bazlı, kendiliğinden eriyen alaşım tozu
Nikel bazlı kendiliğinden eriyen toz iyi bir korozyon direncine sahiptir ve fiyatı daha makul olduğundan araştırmada da en çok kullanılan tozdur. Isı direnci korozyonunu iyileştirmesi gereken yüzeyler için uygundur ve bu aşamada Ni-B-Si ve Ni-Cr-B alaşım serilerine ayrılabilir. Nikel içeriği yaklaşık %75, krom içeriği yaklaşık %15, silikon ve bor içeriği ise yaklaşık %6'dır. Sentezlenen alaşım tozu yalnızca önemli ölçüde daha yüksek korozyon direncine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda nispeten yüksek maliyet performansına da sahiptir.
2. Kobalt bazlı, kendiliğinden akan alaşım tozu
Kobaltın kendisi iyi bir korozyon direncine sahiptir ve kobalt ve kromdan oluşan alaşım tozu, Cr7C3 gibi karbürlere ve Cr2B gibi boritlere sahiptir. Kobalt iyi bir korozyon direncine sahiptir, krom da iyi bir oksidasyon direncine sahiptir, bu nedenle malzeme özellikleri açısından lazer kaplama malzemesi ile korozyon direncine uygundur ve ayrıca nikel, krom, karbon ve demir içerir, ancak aynı zamanda Çatlak oluşumunu azaltma avantajı. Chabrol ve diğerleri. deneyler yoluyla kobalt bazlı malzemelerin arayüz stres durumunu iyileştirme ve bağ mukavemetini arttırma avantajlarına sahip olduğunu buldu. Ancak maliyeti diğer malzemelere göre nispeten yüksektir.
3. Demir bazlı, kendiliğinden akan alaşım tozu
Demir bazlı kendi kendine eriyebilen alaşım tozu çoğunlukla dökme demir ve düşük karbonlu çeliklerde kullanılır ve en büyük avantajı düşük fiyatı ve aşınma önleyicisidir. Ancak bor, nikel, krom ve diğer elementlerin eklenmesi kolay oksidasyon özelliklerini telafi edemese bile oksitlenmesi çok kolaydır. Bu nedenle korozyona dayanıklı kaplama malzemesi olarak çok yönlülüğü zayıftır.
Özetle, yukarıdaki üç tür alaşım tozunun kendi avantajları ve dezavantajları vardır, fiili duruma göre seçilmelidir, korozyon direnci alanında, durumun maliyet performansı göz önüne alındığında, nikel bazlı kendi kendine akan alaşım tozu daha uygun bir seçim.
4. Diğer metal tozları
Yukarıdaki üç tür metal tozuna ek olarak, titanyum bazı, bakır bazı, alüminyum bazı, magnezyum bazı ve krom bazının yanı sıra metallerarası bileşik kaplama malzemeleri gibi başka malzemeler de vardır. Bu malzemeler, korozyon direnci, oksidasyon direnci, aşınma direnci vb. gibi çeşitli işlevleri elde etmek için özel özelliklerinden yararlanmaktadır. Örneğin, araştırmacılar, alüminyum tozunu lazer yoluyla alt tabakanın yüzeyine göndermiş ve ayrıca bir kaplama elde etmiştir. iyi performansla. Alt tabaka olarak magnezyum alaşımının lazerle kaplanması için daha çok kullanılan magnezyum bazlı toz da vardır, böylece magnezyum alt tabakanın yüzeyinin korozyon direnci önemli ölçüde iyileştirilmiştir, özellikle deneyde araştırmacı sodyum klorür çözeltisini kullanmıştır. Korozyon testleri gerçekleştirin ve korozyon direncinin büyük ölçüde arttığını tespit edin.
5. Seramik tozu
Seramik tozu esas olarak oksit seramik tozu ve silisit seramik tozu içerir; bunların arasında oksit seramik tozu sıklıkla lazer kaplamada kullanılır. Matrisin aşınma direncini, korozyon direncini ve oksidasyon direncini etkili bir şekilde artırabildiğinden, genellikle korozyona dayanıklı kaplama katmanı olarak kullanılır. Bununla birlikte, seramik tozunun ve alt tabakanın yüzeyindeki metalin fiziksel ve kimyasal özellikleri arasındaki büyük fark nedeniyle, kaplama tabakasının çatlaması ve düşmesi kolaydır. Araştırmacılar geçiş katmanı ve kaplama katmanına CaO, SiO2 ve diğer maddeleri ekleyerek bu durumu hafifletmiş olsalar da seramik kaplama katmanındaki çatlaklar ve düşme sorununu tamamen çözemediler.
6. Kompozit toz
Kompozit toz esas olarak farklı bileşimlere ve tozun farklı özelliklerine sahip iki veya daha fazla türden malzemeden oluşur; esas olarak karbür, borür, nitrür, oksit ve diğer yüksek erime noktalı sert seramik malzemeler ve altın malzemelerin karıştırılmış toz hazırlanması anlamına gelir. Lazer kompozit tozunun etkisi altında, metalin iyi tokluğunu ve seramiklerin korozyon direnci, aşınma direnci ve yüksek sıcaklık direncinin mükemmel özelliklerini daha iyi birleştirebilir ve malzemelerin yanma kaybı ve buharlaşması olgusu etkili bir şekilde kontrol edilebilir. lazer kaplama alanında sıcak bir araştırma yönüdür. Bunlar arasında karbür alaşım tozu ve oksit alaşım tozu en çok çalışılan ve uygulananlardır. Kompozit tozdaki karbür parçacıkları doğrudan lazer eriyik havuzuna eklenebilir veya metal tozuyla lazer eriyik havuzuna karıştırılabilir, ancak daha etkili yol metal kaplı bileşik tozu (nikel kaplı karbür gibi) formunda eklemektir. , kobalt kaplı karbür).
Xi'an Guosheng Lazer Technology Co., Ltd., otomatik lazer kaplama makinesi, yüksek hızlı lazer kaplama makinesi, lazer söndürme makinesi, lazer kaynak makinesi ve lazer 3D baskı ekipmanlarının Ar-Ge, üretim ve satışı konusunda uzmanlaşmış bir yüksek teknoloji kuruluşudur. Ürünlerimiz uygun maliyetli olup yurt içi ve yurt dışında satılmaktadır. Ürünlerimizle ilgileniyorsanız lütfen bob@gshenglaser.com adresinden bizimle iletişime geçin.