| cyqdesign |
2008-07-12 12:01 |
激光表面非晶化技術及工藝介紹
1、激光表面非晶化原理 "vo
o!&<
'&F
Pk T:5
利用能量密度數(shù)量級高達106w／cm2的c02激光器連續(xù)激光束，以極快的速度(如l～lom／s)掃描，在金屬表面形成過熱度很高的薄層熔體。同時，在熱量尚未傳給冷基體的條件下，熔體與相鄰冷基體之間保持了很大的溫度梯隊，從而實現(xiàn)了熔體的超快速冷卻，使熔體過冷至其晶化溫度tg以下，防止晶體成核和生長，從而在金屬表面形成非晶。 >_u5"&q
# OsUF,NU
在激光加熱表面形成熔體后，能否在表面形成非晶，取決于熱力學和動力學的諸多瞬間特性，如熔層的深度、溫度、化學成分及其均勻性；固～液間的溫度梯度、凝固速度、冷卻速度等。 <(x!P=NM-
[w}KjV/yi
2、激光非晶化工藝 8M6Qn7{L
hEfFMi=a`
為了在鋼鐵和ni基合金等形成非晶臨界冷卻速度很高的金屬材料表面獲得非晶層，可以在激光非晶化處理前對基體材料表面進行預處理。預處理的方法包括：激光合金化；電鍍或氣相沉淀；粘結或等壓。目的是在表面形成易形成非晶的合金層。 DC,]FmWs!+
g*$yUt
目前，激光非晶化技術遠不如激光淬火及涂覆或合金化工藝那樣成熟，可直接借鑒的資料不多，還沒有相應的手冊或數(shù)據(jù)庫。因而，具體實施激光非晶化時，其最佳激光參數(shù)，要通過分析總結激光參數(shù)～結構鑒定～性能的試驗結果來獲得。 ?#J;[y\ ^
o(Q ='kK
3、激光非晶化結構性能及應用 : G0^t
+5ue) `
激光非晶化層在金相及電鏡下觀察無結晶特征，呈均勻的亮白色。x射線譜為變化緩慢的“饅頭峰”，電子衍射像為彌散的暈環(huán)。激光非晶層的顯微硬度遠高于相應成分的晶體相，其值約為 hv＝6000～12000mpa。 PaBqv]
F=V_ ACU
激光非晶化研究工作始于70年代中期，但至今其開發(fā)應用尚未取得突破性的進展。一些成功的研究有：fe40ni40p12b8合金通過表面預處理+表面涂層+2kw連續(xù)激光快速熔凝及搭接技術，在合金表面獲得了大面積的非晶層。pd—cu—si合金采用300～500w c02連續(xù)激光，熔池直徑0．2mm，掃描速度為100～800mm／s，掃描搭接平行移動距離為0.075～0．1mm的條件下，在合金表面獲得了大面積非晶。但同樣激光參數(shù)用于fe—10cr—5mo合金，則只在單道掃描時形成非晶，而在搭接的熱影響區(qū)發(fā)生了晶化。激光合金化成功的應用報道并不多，但效果相當不錯。如紡紗機鋼令跑道表面硬度低，易生銹，造成鋼令使用壽命低，紡紗斷頭率高。用激光非晶化處理后，鋼令跑道表面的硬度提高至1000hv以上，耐磨性提高l～3倍，紡紗斷頭率下降75％，經濟效益顯著。汽車凸輪軸和柴油機鑄鋼套外壁經激光表面非晶態(tài)處理后，強度和耐磨蝕性均明顯提高。激光表面非晶態(tài)處理對消除奧氏體不銹鋼焊縫的晶界腐蝕也有明顯效果，還可用來改善變形鎳基合金的疲勞性能等。
|
|
