機械行業中工件表面改性工藝大多為堆焊、熱噴涂、等離子噴焊、鍍鉻和滲氮等,伴隨著行業的變革,對傳統的工藝的要求越來越高,其中或多或少存在無法調節的問題。激光熔覆技術作為新型的綠色再制造表面改性技術,正逐步替代傳統表面處理工藝,下面來看各項技術對比:
激光熔覆VS熱噴涂
激光熔覆制備涂層組織致密、無氣孔,且涂層與基體為冶金結合方式,結合強度高。
熱噴涂涂層沉積速率較高,但粉體利用率僅為50%。涂層存在1%~2%孔隙率,腐蝕介質可以通過這些空隙對基體造成腐蝕。熱噴涂涂層與基體結合強度一般低于150 MPa,在重載服役條件下經常發生涂層剝離現象(機械結合)。再者熱噴涂在工作中容易產生噪音及粉塵污染,影響環境及人員身體健康。
激光熔覆VS電鍍
激光熔覆過程不涉及化學過程,對環境綠色友好,可選用的硬面涂層種類繁多,包括鐵基、鎳基和鈷基等合金涂層,該方法制備的涂層無缺陷,結合強度高,耐用度遠高于電鍍涂層。
電鍍工藝是主流防腐耐磨涂層技術之一,但是制備的硬鉻涂層一般伴隨有微裂紋,涂層與基體結合力差,在服役過程中往往出現開裂和剝落現象,且高污染高耗電,現逐步被取締。
激光熔覆VS堆焊
激光熔覆采用高功率密度快速熔覆,熱輸入、熱影響區和畸變較小,從而保證工件不會發生變形。
堆焊技術可制備高質量無缺陷的金屬涂層,如鎢極氬弧焊和等離子噴焊,界面為冶金結合,結合強度高,單層沉積厚度可達2mm~3 mm。相比于熱噴涂單層25-50μm的沉積厚度,堆焊技術沉積效率極高。但是,高沉積效率伴隨高能量輸入,這會誘發基體材料的組織性能轉變和熱損傷。
高速激光熔覆VS普通激光熔覆
高速激光熔覆后工件表面Ra~5-10um;熔覆后直接磨拋0.15-0.20mm表面可達鏡面,Ra;加工效率高,中科中美6000W高速激光熔覆設備加工08mm厚度涂層,加工效率08m2/h。
普通激光熔覆后表面起伏大0.4-0.5mm,后續加工:車削+磨+拋光。
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