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激光表面处理技术应用及展望

作者:广源激光浏览次数: 日期:2015-09-25
 
 激光加工技术是近几十年来迅速发展起来的一门高新技术。综述激光表面改性技术在铁合金上的研究与应用。探讨激光表面处理技术在镁合金中应用的发展趋势和广阔前景。
 
  镁合金具有密度小,比强度、比刚度高,导热性好,良好的电磁屏蔽特性和阻尼减震能力。镁合金已经取代许多锌、铝、铸铁和钢等材料,广泛应用于航空航天、汽车、计算机、通讯等行业,特别是汽车行业对镁合金零件的需求量急增,使镁合金的应用表现出强劲的发展势头。然而,镁合金较差的耐磨性、耐蚀性制约着镁合金潜力的发挥。因此,镁合金的表面处理技术受到研究者的高度重视。
 
  激光表面处理技术是近十几年发展起来的一门新技术,相对于目前的镁合金材料表面改性处理技术,激光法由于能进行局部快速加热和通过选择波长使其产生特定的化学反应,所以对材料表面改性更能起到巨大的作用。激光表面处理方法主要有激光表面相变及冲击硬化、激光表面熔凝、激光表面合金化及激光表面熔覆等。其中,运用在镁合金中的激光表面改性技术主要是激光熔凝、激光合金化及激光熔覆。
 
  1、镁合金激光表面熔凝
  激光熔凝是利用高功率密度的激光在极短的时间内与金属交互作用,将金属表面局部区域瞬时加热到相当高的温度并使之熔化,随后借助于冷态的金属基体吸热和传热过程使熔化的金属表层快速凝固,从而改变零件表层组织和性能。由于这一过程是在快速加热和快速冷却下完成的,所以得到的硬化层组织较细,硬度也高于常规淬火的硬度。这种技术提高了金属材料及零件的表面硬度、耐磨性、耐蚀性及强度和高温性能等。
 
  2、镁合金激光表面合金化
  激光表面合金化是通过熔化基体表面预先涂覆的膜层和部分基体,或者在表面熔化的同时注人某些粉末,膜层或表面在熔池中液态混合后发生快速凝固,从而在表面形成1层具有期望性能的合金薄层,以提高基体性能。近些年来,铝及铝合金激光表面合金化研究比较活跃,而对于镁及镁合金的激光表面合金化的研究并不很多。
  
  3、镁合金激光表面熔覆
  激光熔覆技术是利用高能密度激光束将具有不同成分、性能的合金与基体表面快速熔化,在基体表面形成与基体具有完全不同成分和性能的合金层的快速凝固过程。生成的表层合金层把基体与腐蚀介质隔绝开,材料的腐蚀性能就由合金层决定。镁合金激光表面处理由于不需要真空等苛刻的环境条件,对工件尺寸限制较小,近年来,随着激光熔覆技术的不断完善,其在镁合金表面抗蚀性方面的应用越来越受到国内外研究者的重视。

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