激光熔覆防开裂对策

时间：2023-10-19

作者：邢台京保机械设备制造有限公司

抑制激光熔覆的开裂对开拓激光熔覆技术的生产应用具有现实意义，目前所采用的抑制熔覆开裂的方法主要有:
(1) 调整应力状态，尽可能降低拉应力
预热和熔覆后续处理: 对熔覆的基体材料和熔覆粉末进行一定温度预热，可降低激光处理中的热应力，有利于抑制熔覆裂纹的产生预热的实质是降低温度梯度，所以，如果在满足使用性能要求的前提下，适当降低熔覆材料的熔点，这对抑制熔覆层的开裂也无疑是有利的。激光熔覆后进行后续处理的目的是降低或其残余应力，这可以避免熔覆层在使用过程中由于外界因素的诱导而产生裂纹。关于退火处理对激光熔覆层的残余拉应力不能一概而论，只有对那些熔覆材料具有较低热膨胀系数的熔覆系统才有益，因为只有当熔覆层有较低的热膨胀系数时，退火后熔覆层中才产生较大的压应力，压应力在许多的情况是有益的。与此相反，当基材具有较低的热膨胀系数时，退火后冷到室温时，会在熔覆层中产生比原来大的拉应力。
(2)添加合金元素，提高熔覆层抗开裂能力
合金化增加韧性相: 对激光熔覆层通过添加某种或几种合金元素，在满足其使用性能的基础上，增加其韧性相，提高覆层的韧性，对抑制热裂纹的产生是一种有效的方法。研究表明，在 Ni-Cr-B-Si 合金中分别加入3% (质量分数)的FeV、FeT、FeSi 合金，熔覆层中韧性相（γ相）明显增加，同时熔覆层开裂敏感性显著下降:Ni 基合金中加入 Ni、Co 能降低合金熔覆层开裂的敏感性，这主要是使熔覆层 γ中韧性相增加，同时熔覆层组织由共晶组织向非共品组织变化，而树枝状非共晶组织可以降低熔覆层开裂敏感性。
针对具体熔覆材料体系和使用要求，可采用不同的改进途径，减少熔覆层开裂，特别在激光熔覆较厚的陶瓷涂层时，由于熔覆层材料与基体之间在性能上的大差异，易导致熔覆层孔洞或变形开裂。

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词条说明
激光熔覆技术及设备
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