Laserbeklädnadsteknik: egenskaper och tillämpningar

Laserbeklädnadsteknik: egenskaper och tillämpningar

Lästid: 4 min

Ytbehandling för laserbeklädnad 

Laserbeklädnadsteknik är en ny ytmodifieringsteknik som växte fram på 1970-talet med utvecklingen av högeffektlasrar.Det betyder att laserytbeklädnadsteknologi är en ytbeläggning som bildas genom att snabbt värma och smälta legering eller keramiskt pulver med substratytan under inverkan av laserstrålen, och sedan självexciterad kylning efter att strålen har tagits bort för att bilda en ytbeläggning med mycket låg utspädningshastighet och metallurgisk bindning med substratmaterialet.Detta är en ytförstärkningsmetod som avsevärt förbättrar substratytans slitstyrka, korrosionsbeständighet, värmebeständighet, oxidationsbeständighet och elektriska egenskaper.

Till exempel, efter laserbeklädnad av volframkarbid på 60 stål, når hårdheten upp till 2200 HV eller mer, och slitstyrkan är cirka 20 gånger högre än för basstålet 60.Efter laserbeklädnad av CoCrSiB-legering på ytan av Q235-stål jämfördes dess slitstyrka med korrosionsbeständigheten för flamsprutning, och den förra visade sig vara betydligt högre än den senare.

Laserbeklädnadsteknik gör att materialet kan deponeras exakt och selektivt med minimal värmetillförsel till det underliggande substratet.Att skapa denna mekaniska bindning mellan substratet och skiktet är en av de mest exakta svetsprocesserna som finns.

Utrustning för laserbeklädnad

Fördelar i korthet

• Smältbelagda skikt är mer motståndskraftiga mot korrosion än termiska spraybeläggningar
• Den bästa tekniken för beläggning av alla former
• Relativt låg värmetillförsel resulterar i en smal värmepåverkad zon (EHLA ner till 10 µm)
• Ökad livslängd för bärbara delar
• Kan användas med ett brett utbud av material, inklusive anpassade legeringar eller metallmatriskomposit (MMC) designade substrat och lager
• Flexibilitet i materialval (metaller, keramik, till och med polymerer)
• Hög ytkvalitet och låg skevhet, kräver liten eller ingen efterbehandling
• Kort cykeltid och hög energieffektivitet för laserbeklädnadsprocessen
• Enkel automatisering och integration i CNC- och CAD/CAM-produktionsmiljöer
• Liten eller ingen porositet i avsättningen (>99,9 % densitet)

Tillämpningar av laserbeklädnadsteknik

Laserbeklädnadsteknik har ett brett utbud av applikationer, och du kan granska de vanliga industriapplikationerna som finns tillgängliga för att bekräfta om de passar ditt användningsscenario.Alternativt kan du kolla in vår laserbeklädnadssida för mer information.Laserbeklädnadsteknik kan användas för snabb tillverkning, reparation av delar och ytförbättring, och har ett stort antal tillämpningar, inklusive i synnerhet inom fordons-, dagligvaruhandeln, medicin- och tillverkningsindustrin.Det används vanligtvis för att renovera, tillverka och reparera delar som verktyg, axlar, blad, turbiner, borrverktyg etc. Följande är några vanliga tillämpningsscenarier:

• Flygturbinblad och reparationer
• Reparation av lagertapp
• Fläktmagasin och tätningsområden (cementindustrin)
• Turboladdare pumphjul
• Borrverktyg
• Jordbruksmaskiner
• Avgasventiler
• Kolvstänger
• Värmeväxlare
• Högtemperaturprocessvalsar, hårdhet och korrosionsbeständighet, ventilläppar och säten (kobolt 6)

Nackdelar i korthet

• Även om laserbeklädnad har många fördelar, finns det några nackdelar med tekniken, inklusive:
• Den höga kostnaden för laserbeklädnadsutrustning
• Stor utrustning betyder att den vanligtvis inte är portabel, även om bärbara fältlösningar finns
• Höga bygghastigheter kan leda till sprickbildning (även om detta för vissa material kan elimineras med ytterligare termiska kontroller, såsom förvärmning och kylning efter deponering) Laserbeklädnadsprocessen värmer och kyler extremt snabbt, upp till 1012°C/s.På grund av skillnader i temperaturgradienter och värmeutvidgningskoefficienter mellan beklädnad och substratmaterial kan en mängd olika defekter utvecklas i beläggningsskiktet, huvudsakligen inklusive porositet, sprickbildning, distorsion och ytojämnheter

Utvärdering av kvaliteten på laserbeklädnadslagret

Det finns två aspekter att ta hänsyn till:

1Makroskopiskt, undersöker formen på den beklädda kanalen, ytojämnheter, sprickor, porositet och utspädningshastighet.

2På mikroskopisk nivå undersöks bildandet av god organisation och förmågan att tillhandahålla de egenskaper som krävs.Dessutom bör typen och fördelningen av kemiska beståndsdelar i ytbeklädnadsskiktet bestämmas, och uppmärksamhet bör ägnas åt att analysera om situationen för övergångsskiktet är metallurgisk bindning, och livskvalitetstestning bör utföras vid behov.

Ytbehandling har funktionell såväl som estetisk betydelse för industriella delar.När industrierna går snabbt framåt blir toleranskraven hårdare och därför krävs bättre ytfinish för högprecisionsprodukter.Delar med tilltalande utseende har en betydande fördel på marknaden.Estetisk ytbehandling kan göra stor skillnad i en dels marknadsföringsprestanda.

Prolean Techs ytbehandlingstjänster erbjuder standard samt populära ytbehandlingar för delar.Våra CNC-maskiner och andra ytbehandlingstekniker är kapabla att uppnå snäva toleranser och högkvalitativa, enhetliga ytor för alla typer av delar.Ladda bara upp dinCAD-filför en snabb, kostnadsfri offert och konsultation om relaterade tjänster.