1. Uvod v tehnologijo laserskega oblaganja

Tehnologija laserskega oblaganja ponuja pomembne prednosti pred drugimi tehnikami površinskega inženiringa, vključno s širokim razponom uporabe, močno prilagodljivostjo procesa in visoko fleksibilnostjo obdelave. Z laserskim oblaganjem se lahko ustvarijo zlitinske prevleke s specifičnimi funkcijami, kot so odpornost proti obrabi, koroziji in oksidaciji na površini komponent. Te prevleke tvorijo metalurške vezi s podlago, kar ustvarja goste, visokozmogljive ojačane plasti, ki znatno podaljšajo življenjsko dobo delov. Poleg tega lahko debelina plasti laserskega oblaganja doseže do 10 mm (primerljivo z varjenjem s plazmo, vendar z veliko večjo trdnostjo vezi). Za razliko od plazemskega brizganja in drugih postopkov ima lasersko oblaganje natančnejši nadzor vnosa toplote, kar ima za posledico minimalno deformacijo obdelovanca.

Vendar pa je lasersko oblaganje hiter proces taljenja in strjevanja, med katerim staljena talilna masa v zelo kratkem času doživi hitra temperaturna nihanja. To vodi do koncentracije toplotnih napetosti, ki lahko zlahka povzroči razpoke v premazu. Vrste in vzroki za razpoke so naslednji:

2. Vrste razpok in njihovi vzroki

1. Hladne razpoke (nastanejo med hlajenjem)

Hladne razpoke se pojavljajo predvsem med fazo hlajenja postopka oblaganja. Povzročajo jih toplotne napetosti, ki presegajo natezno trdnost materiala zaradi temperaturnega gradienta med staljeno talino in podlago. Za reševanje te težave se običajno uporabljajo naslednji ukrepi:

• PredgretjePredgrevanje substrata pred laserskim oblaganjem lahko učinkovito zmanjša temperaturni gradient in upočasni hitrost hlajenja, s čimer se zmanjšajo toplotne napetosti in preprečijo razpoke. Vendar pa je treba temperaturo predgrevanja natančno nadzorovati. Če je temperatura previsoka, lahko povzroči pregrevanje substrata, grobost zrn ali celo deformacijo dela, kar vpliva na dimenzijsko natančnost.
• Oblikovanje prehodne plastiZ dodajanjem vmesne prehodne plasti, ki je združljiva tako s podlago kot s plastjo obloge, je mogoče zmanjšati napetosti, ki jih povzročajo neusklajeni koeficienti toplotnega raztezanja, kar zmanjša nagnjenost k razpokam. Čeprav je ta metoda učinkovita, povečuje kompleksnost postopka in stroške izdelave.

2. Vroče razpoke (nastanejo med strjevanjem)

Vroče razpoke se običajno pojavijo proti koncu faze strjevanja staljene talilne kadi. Ključni vzroki vključujejo:

• Žlindra in nekovinski vključkiČe prah zlitine vsebuje znatno količino nekovinskih komponent (kot so žveplo, fosfor ali nečistoče z nizkim tališčem), se te morda ne bodo popolnoma stalile ali pa ne bodo izplavale iz staljene tekočine. Lahko se ujamejo v strjeno strukturo in pod napetostjo povzročijo razpoke.
• Neusklajenost procesnih parametrovČe parametri, kot so moč laserja, hitrost skeniranja in hitrost dovajanja prahu, niso pravilno nastavljeni, staljena talilna ...

3. Razpoke pri obdelavi (nastanejo med naknadno obdelavo)

Lasersko obložene plasti lahko med naknadno obdelavo, kot sta struženje ali rezkanje, razvijejo tudi mehanske razpoke. Obložena plast pogosto vsebuje trde in krhke faze (kot so karbidi in boridi), ki lahko ob izpostavljenosti prekomernim rezalnim silam ali nepravilni obdelavi povzročijo lokalno koncentracijo napetosti, kar povzroči mikrorazpoke ali celo lupljenje na makro ravni. Da bi preprečili to težavo, je treba optimizirati naslednje postopke obdelave:

• Izberite ustrezne materiale rezalnega orodja in geometrijske kote.
• Nadzorujte globino rezanja in hitrosti podajanja.
• Za zmanjšanje temperatur in sil rezanja uporabite minimalno mazanje ali nizkotemperaturne metode hlajenja.

3. Povzetek in rešitve

Razpoke v lasersko obloženih premazih so posledica kombiniranega vpliva lastnosti materiala, procesnih parametrov in napetostnih pogojev. Greenstone-Tech priporoča celovit pristop k nadzoru razpok med nanašanjem, vključno z:

• Izbira legiranega prahuIzbira pravega legirnega prahu, ki ustreza želeni zmogljivosti in zmanjšuje tveganje za razpoke.
• Optimizacija procesnih parametrovPrilagajanje parametrov, kot so moč laserja, hitrost skeniranja in hitrost dovajanja prahu, za zagotavljanje doslednih in visokokakovostnih premazov.
• Strategije predgrevanja in naknadne obdelaveUporaba predgrevanja pred oblaganjem in postopkov naknadne obdelave, kot je toplotna obdelava, za lajšanje notranjih napetosti in izboljšanje lastnosti materiala.
• Koordinacija obdelaveOptimizacija postopkov naknadne obdelave za zmanjšanje mehanskih napetosti in preprečevanje razpok.

S sistematičnim nadzorom teh dejavnikov je mogoče učinkovito preprečiti razpoke in doseči popolne, goste in visokozmogljive obloge.