1. Lazer Yüzey Sertleştirme
Lazerle yüzey sertleştirme, esas olarak bir metalin veya alaşımın yüzeyini ışınlamak için yüksek enerjili bir lazer ışını kullanır ve üretilen termal etki, alt tabakanın yüzeyinin erime noktasını aşmayan katı bir ısıtma işlemi oluşturmasını sağlar. Aynı zamanda, matris malzemesinde izomerik dönüşümün varlığı ile lazer ısıtma ve malzemenin kendi kendine soğuma etkisi kullanılarak metal yüzeyinde faz dönüşümü güçlendirilir. Titanyum alaşımları için 20. yüzyılın başından beri bu alanda çalışmalar yapılmaktadır. Dai Zhendong ve diğerleri. yüzey taramalı lazer söndürme yoluyla TC11 titanyum alaşımının sertliği önemli ölçüde iyileştirildi ve sürtünme katsayısı orijinal 0.2 ~ 0,3'e düşürülebildi ve sürtünme aşınma direnci 123 kat artırıldı, bu da büyük ölçüde iyileştirildi alaşım yüzey özellikleri. TC11 titanyum alaşımının yüzey yapısı ve özellikleri Zhang Hong ve diğerleri tarafından optimize edilmiştir. Sonuçlar, lazerle söndürmenin yüzey yapısını açıkça iyileştirebildiğini ve sertliği ve aşınma direncini geliştirebildiğini göstermektedir. Zhang Qi ve arkadaşları, lazerle kendi kendine söndürme ve hızlı katılaştırma ile işlenmiş çeşitli titanyum alaşımları üzerinde yaptıkları çalışmayla, kendi kendine söndürme işleminin yalnızca alaşımın tane yapısını ve tane yapısını iyileştirmekle kalmayıp aynı zamanda yüzey kimyasal bileşimini daha homojen hale getirdiğini doğruladılar. ve söndürme sonrası ayrışma oranı, orijinal durumundan 1,28'den 1,04'e düşürülebilir ve söndürme katmanında hiçbir delik, çatlak veya başka kusur bulunmaz. Pürüzsüz ve düzgün bir alaşım yüzeyi elde edilebilir.
2. Lazer Yüzey Yeniden Eritme
Lazer yüzey yeniden eritme, yapıyı iyileştirmek ve malzemenin performansını artırmak için argon atmosferinin koruması altında malzemenin yüzeyini yayarak alt tabakanın yüzeyini hızlı bir şekilde eritmek ve katılaştırmak için bir yöntemdir. Guo Chun ve diğerleri. TC4 alaşımının yüzeyinde lazer ışınıyla lazerle yeniden eritme işlemi gerçekleştirildi. Mikroskobik gözlemin ardından matrisin yüzey yapısı iyileştirildi ve sertlik ve aşınma direnci gibi yüzey özellikleri de önemli ölçüde iyileştirildi. Buna ek olarak, bazı araştırmacılar TiNi alaşımının yüzeyini yeniden eritmek için Nd∶YAG lazeri kullandılar ve kaplama katmanı ile matris metalürjik kombinasyonu iyi, sürekli ve yoğun bir pasivasyon filmi oluşturabiliyor ve korozyon direnci önemli ölçüde artıyor. Dai Jingjie, TA2 endüstriyel saf titanyumun lazerle yüzey yeniden eritme işlemiyle yüzey aşınma direncindeki iyileşmenin, erime sürecinin neden olduğu kafes distorsiyonu, ince kristal güçlendirmesi ve dislokasyon güçlendirmesinden kaynaklandığına inanıyor. Ancak yüzeyin yeniden eritilmesi tüm titanyum alaşımlı malzemelerin performansını artırmaz ve performansının bozulması da mümkündür. Sonuçlar, TA15 titanyum alaşımının lazer yüzey eritmesiyle oluşan taneciklerin anormal derecede irileştiğini göstermektedir. TiZr alaşımının lazer yüzey eritme işleminden sonra Xu Bo, sıcak yeniden eritme bölgesinin mikro yapısının kaba pul taneleri olduğunu, değiştirilmiş bölgenin mikro sertliğinin matrisinkinden daha düşük olduğunu ve aşınma direncinin önemli ölçüde artmadığını buldu.
3. Lazer Yüzey Onarımı
Lazer yüzey onarımı, lazer şekillendirme onarım teknolojisinin bir dalı olarak sınıflandırılabilir ve aynı zamanda metal parçaların onarımı alanında daha ileri bir uygulama ve gelişme olan lazer şekillendirme teknolojisi ve lazer kaplama teknolojisinin bir sentezidir. Titanyum ve titanyum alaşımlarının yüzey kusurları lazer yüzey onarım teknolojisi kullanılarak giderilebilmektedir. Deng Dewei ve ark. lazer onarımının titanyum alaşımının yüzeyindeki çatlakları iyileştirebildiğini doğruladı. Lazer onarım tedavisinden sonra, değiştirilmiş bölgenin etrafındaki matris sertlik değeri arttı ve değiştirilmiş bölge ile ısıdan etkilenen bölge arasındaki sertlik değişim eğrisi nispeten düzdü. Gong Xinyong ve ark. TC11 titanyum alaşımlı pervaneyi lazer eritme ve çökeltme yoluyla onarmak için lazer sürekli taramayı kullandı ve deney, pervanenin performansının sağlam olduğunu ve parçaların mükemmel onarımının gerçekleştirildiğini doğruladı. Cui Aiyong ve ark. Lazer kaplama onarım teknolojisi sayesinde TC4 alaşımının yüzeyinde iç çatlaklar olmadan Cr2O3/Ti kaplama katmanı elde edildi. Modifiye edilmiş katmanın yüzeyi pürüzsüzdür ve alt tabaka ile iyi bir metalurjik bağlanmaya sahiptir, böylece kompresör kanatlarının hasarlı parçalarının lazerle onarılması sağlanır.
4. Lazer Yüzey Alaşımı
Lazer yüzey alaşımlama, yüzey gaz alaşımına bölünebilen alaşımın yüzey özelliklerini iyileştirmek amacıyla yüzey alaşımlama reaksiyonunu teşvik etmek için malzemenin yüzeyini hızlı bir şekilde ısıtmak ve eritmek için yüksek enerjili lazer ışınını kullanan bir yöntemdir. yüzey tozu alaşımı.
Gaz alaşımlamayla ortaya çıkan gaz esas olarak N2 veya bunun karışımıdır ve lazer gaz nitrürleme olarak da bilinir. Nitrojen atmosferinde, nitrojen atomlarını aktive etmek için yüksek enerjili lazer ışınının kullanılması, malzemenin yüzeyini eritmek için yüksek sıcaklık eylemi, aktif N atomu ve metal erimiş havuz Ti alaşım reaksiyonunun sıvı fazı, bir oluşturmadır. sert faz TiN. TA2 saf titanyumun Nd∶YAG lazerle lazer gaz nitrürleme işleminden sonra Wang Pei ve ark. malzemenin yüzeyindeki sürtünme katsayısının yaklaşık 0.22 olduğunu, bunun da matrisin yaklaşık 1/4'ü olduğunu ve aşınma direncinin büyük ölçüde arttığını buldu. Aynı zamanda, nitrürlemeyle güçlendirilmiş alanın dağılımı ne kadar yoğun olursa, sürtünme katsayısı o kadar küçük ve aşınma direnci o kadar iyi olur. Nitrürleme yüzeyinden matrise kadar uzanan mikrosertlik dağılım eğrisi, lazer gaz nitrürlemenin titanyum alaşımı yüzeyinin sertliğini artırabildiğini göstermektedir.
Lazer yüzey toz alaşımı, lazer yüksek enerji ve hızlı ısıtma özelliklerinin kullanılmasıdır, böylece alt tabaka yüzeyi ve eklenen alaşım tozu erime reaksiyonunun katılaşması, yüzey alaşımı katmanına dayalı bir alt tabaka malzemesi oluşturur. Ge Xiaolan ve diğerleri. TiAlNb alaşımlı kaplama üretmek için TC4 alaşımının yüzeyini Ti, Al ve Nb karışık tozla alaşımlamak için yüksek enerjili bir lazer ışını kullandı. Alaşım kaplamanın sertliği, kaplama derinliği yönünde hafif bir geçiş gösterdi ve içten dışa doğru giderek arttı. Kaplamanın ortalama sertliği TC4 matrisininkinden önemli ölçüde daha yüksekti, sürtünme katsayısı azaltıldı ve aşınma direnci matrisinkinden neredeyse 3 kat daha yüksekti. Liu Qinghui ve diğerleri. TC4 alaşımının yüzeyinde kaplanmış Ti/Si/C element elementi karışımı toz ve matrisin yüzeyinde alaşım kaplama oluşturmak için lazer alaşımlama teknolojisi kullanıldı. Alaşım kaplamanın Ti, Si ve C bileşiklerinden oluştuğu bulunmuştur. Kaplamanın ortalama mikro sertliği alt tabakanınkinden %80 daha yüksektir ve kaplamanın ortalama sürtünme katsayısı yaklaşık 0,38'dir, bu da alt tabakanınkinden yaklaşık %16 daha düşüktür. Yüzey sertliği ve aşınma direnci önemli ölçüde iyileştirilmiştir.
5. Lazer Yüzey Kaplama
Lazer yüzey kaplama aynı zamanda bir yüzey modifikasyon teknolojisi olarak da sınıflandırılabilir ve lazer yüzey onarımının temelini oluşturur. Kaplama malzemesini alt tabaka yüzeyine eklemek, kaplama malzemesini ve alt tabakanın yüzeyinde kaplama katmanının iyi bir metalurjik kombinasyonunu oluşturmak için yüksek enerji yoğunluklu lazer ışınının kullanılmasıdır. Kaplama işlemi şeması aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
Lazer kaplama işlemine lazer alaşımlama eşlik eder, ancak basit lazer alaşımlama ile karşılaştırıldığında kaplama katmanı malzemesi, kaplama malzemesinin özel özelliklerini daha iyi yansıtabilen matris ile alaşım reaksiyonuna tamamen karışmaz. Günümüzde C, B, N, Si ve Ni dahil olmak üzere titanyum ve titanyum alaşımlarının lazerle kaplanması için kullanılan birçok malzeme sistemi bulunmaktadır. Kaplama tabakasının bileşimi ve özelliklerine göre hazırlanan kaplamalar aşınmaya dayanıklı kaplamalar, yüksek sıcaklıkta oksidasyona dayanıklı kaplamalar, biyolojik kaplamalar ve termal bariyer kaplamalara ayrılabilir.
5.1 Aşınmaya Dayanıklı Kaplama
Titanyum alaşımının aşınma direnci diğer özellikleriyle karşılaştırıldığında zayıftır, bu nedenle lazer yüzey modifikasyonu daha çok matrisin aşınma direncini artırmaya odaklanır. Genel olarak aşınmaya dayanıklı kaplamanın sert faz içeriği ne kadar yüksek olursa, sertlik de o kadar yüksek olur ve aşınma direnci de o kadar iyi olur. B, C, Ni, Si, B4C, Cr2C3, TiC, BN, SiC, TiB, TiB2 ve Al2O3 dahil olmak üzere titanyum alaşımlarının aşınma direncini artırabilen birçok kaplama malzemesi vardır. NiCr/Cr3C2 ve WS2 kompozit tozlarını hammadde olarak kullanan Wu Shaohua ve arkadaşları, lazer kaplamayı farklı miktarlarda WS2 ile karşılaştırarak NiCr/Cr3C2 kompozit kaplamaların aşınma direncinin iyileştirilmesini inceledi. Sonuçlar, kaplama malzemesine %20 WS2 eklendiğinde kompozit kaplamanın en iyi aşınma direncine sahip olduğunu gösterdi. Sonuçlar, uygun miktarda WS2'nin kendi kendini yağlayan bir faz oluşturabildiğini ve ardından iyi aşınma ve sürtünme önleme özellikleri gösterebildiğini göstermektedir. Sun Ronglu ve ark. TC4 numunelerinin yüzeyinde lazer kaplama deneyleri gerçekleştirmek için lazerler kullanıldı. Kaplama malzemesi olarak Ni ve MoS2 karışımlı tozlar kullanıldı. Kaplama işlemi sırasında numunenin yüzey katmanı, karışık tozlar ve karışık tozlar arasında metalurjik reaksiyonlar meydana gelmiş ve küresel CrxSy parçacıkları kaplama katmanının dendritik dendritlerinde düzgün bir şekilde karıştırılmıştır. Aşınma direnci artırılırken sürtünme katsayısı azaltılır. Liu ve diğerleri. kaplama malzemesi olarak Co bazlı alaşım tozunu seçti ve lazer kaplama teknolojisiyle ince dendritik ve granüler takviyeli fazlara sahip kobalt bazlı kompozit kaplama elde etti. Matrisin ve kaplama katmanının aşınma direnci, aşınma test makinesi tarafından ölçüldü ve kaplama katmanının aşınma oranının matrisin yalnızca 1/12'si olduğu ve aşınma direncinin önemli ölçüde arttığı bulundu. Weng ve ark. TC4 alaşımının yüzeyinde lazer kaplama TiN ve Co bazlı karışık toz, sonuçlar, kaplama tabakası üzerinde mükemmel aşınma direncine ve dispersiyon güçlendirme fazına sahip Co/Ti intermetalik bileşiklerin oluşabileceğini ve kompozit kaplamanın aşınma direncinin artacağını göstermektedir. TiN tozu ilavesinin artmasıyla daha da geliştirilebilir.
5.2 Oksidasyona Dirençli Kaplama
Mühendislik uygulamalarına yönelik yapısal parçalar genellikle yüksek sıcaklık koşullarında uzun süreli hizmettedir. Yüksek sıcaklıktaki çalışma atmosferindeki O, S, N ve diğer elementler ile matris arasındaki kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyonu azaltmak veya önlemek için, matrisi kirlenmekten korumak için genellikle yüzey üzerine yoğun bir yüksek sıcaklık koruyucu katman inşa edilir. yerlebir edilmiş. Yu Pengcheng ve diğerleri. kaplama malzemesi olarak NiCr-Al-Si alaşım tozu ile TC4 alaşımının yüzeyinde kompozit kaplamalar hazırlamak için lazer kaplama teknolojisini kullandı. Sürekli yoğun yapıya sahip kaplama kaplamaları bu yöntemle Al2O3, NiO, TiO2, NiCr2O4 ve diğer bileşiklerle homojen bir şekilde karıştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, kaplamanın yüksek sıcaklıktaki oksidasyon direncinin alt tabakanınkinden 7 ~ 9 kat daha yüksek olduğunu göstermektedir. Liu ve diğerleri. TC4 alaşımının yüzeyine TiN+Ti3Al karışımı toz lazerle kaplandı ve -Ti, TiN, Al2O3 ve TiO2 karışım fazlarından oluşan bir kompozit kaplama hazırlandı. Sırasıyla 600 ve 800 derecede izotermal oksidasyon testleri gerçekleştirdiler. Deneysel sonuçlar, kompozit kaplamanın yüksek sıcaklıkta oksidasyon direncinin titanyum alaşımlı matristen daha iyi olduğunu göstermektedir.
5.3 Termal Bariyer Kaplama
Havacılık, gaz türbini motorları ve diğer ortamlardaki çalışma sıcaklığı, süper alaşım malzemelerin sınır sıcaklığına ulaştı. Alaşımlı malzemelerin termal bariyer kaplaması, metal malzemelerin performansını seramik malzemelerin yüksek sıcaklık direncinin avantajlarıyla birleştirerek seramik malzemelerin ısı yalıtımı rolünü oynar, böylece parçalar yüksek sıcaklık koşullarında normal şekilde çalışabilir. Shan Xiaohao ve diğerleri. Nb, Al ve Ti tozlarını karıştırarak yüksek sıcaklıkta bir termal bariyer kaplama hazırlamak için lazer kaplama teknolojisini kullandı ve kaplamanın yüksek sıcaklıkta oksidasyon direncinin, Ti'nin ayrışma derecesi ve Nb2Al bileşiklerinin içeriği ile ilişkili olduğunu buldu. alaşım. Ti'nin kütle oranı ağırlıkça %15,18 olduğunda, alaşımdaki Ti'nin ayrışma derecesi en düşük olur ve kaplamanın oksidasyon direnci en iyisidir. TC4 alaşımının zayıf oksidasyon direncinin ana nedeninin gevşek gözenekli TiO2 olduğu gerçeği göz önüne alındığında, Xu Jiangning ve ark. Yüzeyinde lazer kaplama NiCrNiSi karışık toz. Deneysel sonuçlar, sürekli yoğun Al2O3 ve NiO'dan oluşan oksit film kaplamanın, matris üzerindeki oksijen atomlarının erozyonunu etkili bir şekilde önleyebildiğini ve oksidasyon direncinin önemli ölçüde artırılabildiğini göstermektedir.
5.4 Biyo-kaplama
Lazer kaplama teknolojisi ile titanyum alaşımının yüzeyinde biyoaktif bir kaplama biriktirilir ve bu, titanyum alaşımı implantasyonunun daha iyi biyouyumluluk göstermesini sağlar. Li Fuquan ve ark. TC4'ün yüzeyinde hidroksiapatit biyolojik kaplamayı kapladı. Kaplamanın faz analizi esas olarak -Ti, Ti3P, TiO ve CaTiO3 gibi sert seramik fazlardan oluşmaktaydı ve seramik kombinasyonu iyiydi, yüzey düzgün ve pürüzsüzdü, aşınma direnci ve biyolojik ıslanabilirlik iyiydi. Buna ek olarak, titanyum alaşımlı matrisin, kaplama yapısını önlemek için kaplama yapısını önlemek için kaplama gradyan kaplaması ve çoklu kaplama yoluyla güçlü metalurjik bağlanma biyolojik kaplamasıyla düzgün, düz bir biyolojik kaplama oluşturmasını sağlamak için, iç gerilimi azaltmak için stres mutasyonu. Shi Lei ve diğerleri. TC4'ün yüzeyinde saf HA, karışık HA ve HA gradyan kaplamaları kaplanmış ve karşılaştırmalı deneylerde HA gradyan kaplamanın alt tabakaya yüksek bağlanma mukavemeti ile daha mükemmel performans gösterdiği, Ga/P oranının doğal kemiğe daha yakın olduğu, buna karşılık geldiği bulunmuştur. daha yüksek HA içeriği ve üstün biyolojik aktivite.
Xi'an Guosheng Lazer Technology Co., Ltd., otomatik lazer kaplama ekipmanı, yüksek hızlı lazer kaplama ekipmanı, lazer söndürme ekipmanı, lazer kaynak ekipmanı ve 3D baskı ekipmanının Ar-Ge, üretim ve satışı konusunda uzmanlaşmış bir yüksek teknoloji kuruluştur.Bizim Lazer Kaynak Ekipmanları uygun maliyetli olup yurt içi ve yurt dışına satışı yapılmaktadır. Ürünlerimizle ilgileniyorsanız, lütfen bizimle iletişime geçin:bob@gshenglaser.com.