第一讲 装备再制造技术(十三).pdf

--|编馔 文章编号 ：1671—0711(2008)12—0058—04 第一讲 装备再制造技术 (十三) 徐滨士 (装 甲兵工程学院，北京 100072) ③激光熔覆层质量控制 置涂层或喷吹送粉方法加入熔铸金属，利用激光束聚焦能 a．激光熔覆层的成分污染。由于激光熔覆过程中元素 量极高的特点，在瞬间将基体表面仅微熔，同时使熔覆金 间的扩散及熔池中金属熔体的对流，熔覆层成分不可避免 属粉末 (与基体材质相同或相近)全部熔化，激光离去后 地受到基体的稀释，从而造成熔覆层的污染。一般通过控 快速凝固，获得与基体为冶金结合的致密覆层 ，使零件表 制熔覆层的稀释度控制其成分污染程度。一般地 ，稀释度 面恢复几何外形尺寸，而且使表面涂层强化。图44是采用 随激光束功率密度增大而增大，随扫描速度加快而减小。 激光仿形熔铸再制造技术在加工工件，其基本原理和技术 b．开裂、裂纹和气孔。熔覆层开裂和裂纹是因为熔覆 实质与激光熔覆快速成形再制造技术相同。 层中存在较大应力造成的。激光熔覆工艺、熔覆材料及其 与基体材料间的匹配关系均影响熔覆层的裂纹和气孔情况。 优化工艺参数 、合理设计熔覆材料成分均可调节熔覆层的 开裂和产生气孔的倾向。预热基体材料可以有效减少熔覆 层裂纹的产生 。 C． 氧化与烧损。激光熔覆过程中，由于刚成形熔覆层 及激光束附近基体表面处于高温状态，因此其表面均会发 图44 激光仿形熔铸再制造技术在加工工件 生氧化。同时，熔覆材料熔池中各种合金元素均发生不同 激光熔铸仿形再制造技术解决了振动焊、氩弧焊、喷 成分的烧损。通过优化保护气体的供给方式和供给量可以 涂 、镀层等传统修理方法无法解决的材料选用局限性、工 在一定程度上减弱氧化和烧损现象。 艺过程热应力、热变形、材料晶粒粗大、基体材料结合强 (3)金属零部件的激光烧结快速成形制造与再制造技 度难以保证等问题。该技术具有以下特点。 术 a．激光熔铸层与基体为冶金结合，结合强度不低于原 激光烧结快速成形制造和再制造技术主要是指在数控 本体材料的90％。 模型控制下，用高功率激光束烧结金属粉末直接成形零部 b．基体材料在激光加工过程中仅表面微熔 ，微熔层为 件或在废旧零件缺损部位烧结金属粉末恢复零件形状和功 O．05—0．1mm，基体热影响区极小，一般为0．1～0．2mm。 能。 C ．激光加工过程中基体温升不超过80~C，激光加工后无 目前，用于直接成形金属零部件的该类技术主要包括 热变形 。 激光选择性烧结技术 (SelectiveLaserSintering，SLS)。选择 d．激光熔铸技术可控性好，易实现 自动化控制。 性激光烧结件往往成多孔状低密度结构，可以将低熔点金 e．熔铸层与基体均无粗大的铸造组织 ，熔覆层及其界 属熔化后渗入烧结件形成金属模具。SLS可以烧结金属或陶 面组织致密，晶体细小，无孔洞，无夹杂裂纹等缺陷。 瓷等高熔点材料直接成形金属零部件 ，并且具备烧结原材 f激光熔铸层为由底层、中问层以及面层组成的各具特 料选材广泛、适用性广等优点 ，烧结件经后处理可直接作 点的梯度功能材料 ，底层具有与基体浸润性好、结合强度 为模具、电火花加工电极等功能性零件使用 ，但制件的强 高等特点，中间层具有一定强度和硬度、抗裂纹好等优点， 度和精度问题一直是该技术制造和再制造结构零件走向实 面层具有抗冲刷、耐磨损和耐腐蚀等性能，使修复后的设 用化的一大障碍。