فناوری اصلاح سطح لیزری آلیاژ تیتانیوم

خاموش کردن سطح لیزری عمدتاً از یک پرتو لیزر پرانرژی برای تابش سطح فلز یا آلیاژ استفاده می‌کند و اثر حرارتی ایجاد شده باعث می‌شود سطح زیرلایه یک فرآیند گرمایش جامد را تشکیل دهد که از نقطه ذوب تجاوز نمی‌کند. در همان زمان، تبدیل فاز بر روی سطح فلز با استفاده از حضور تبدیل ایزومر در ماده ماتریس همراه با حرارت لیزر و اثر خودسرد شدن مواد تقویت می‌شود. برای آلیاژهای تیتانیوم، از آغاز قرن دوم، مطالعاتی در این زمینه در داخل و خارج از کشور انجام شده است. دای ژندونگ و همکاران به طور قابل توجهی سختی آلیاژ تیتانیوم TC11 را با استفاده از کوئنچ لیزری اسکن سطحی بهبود بخشید و ضریب اصطکاک آن را می توان به 0.3 ~ 0 اصلی کاهش داد و مقاومت در برابر سایش 123 برابر افزایش یافت که بسیار بهبود یافت. خواص سطح آلیاژ ساختار سطح و خواص آلیاژ تیتانیوم TC11 توسط Zhang Hong و همکاران بهینه شد. نتایج نشان می‌دهد که خاموش کردن لیزر می‌تواند ساختار سطح را به وضوح اصلاح کند و سختی و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد. ژانگ چی و همکاران، از طریق مطالعه آلیاژهای تیتانیوم مختلف که توسط لیزر خود خاموش شونده و انجماد سریع تیمار شده اند، تأیید کردند که عملیات خود خاموش شوندگی نه تنها ساختار و دانه آلیاژ را اصلاح می کند، بلکه ترکیب شیمیایی سطح را همگن تر می کند. و نسبت تفکیک پس از کوئنچ را می توان از حالت اولیه 1.28 به 1.04 کاهش داد و هیچ سوراخ، ترک و سایر عیب در لایه کوئنچ یافت نمی شود. سطح آلیاژی صاف و یکنواختی بدست می آید.

ذوب مجدد سطح لیزری روشی برای ذوب و جامد کردن سریع سطح زیرلایه با تابش سطح مواد تحت حفاظت جو آرگون است تا ساختار را اصلاح و عملکرد مواد را بهبود بخشد. گو چون و همکاران عملیات ذوب مجدد لیزر روی سطح آلیاژ TC4 توسط پرتو لیزر انجام شد. پس از مشاهده میکروسکوپی، ساختار سطح ماتریس تصفیه شد و خواص سطحی مانند سختی و مقاومت در برابر سایش نیز به طور قابل توجهی بهبود یافت. علاوه بر این، برخی از محققان از لیزر Nd∶YAG برای ذوب مجدد سطح آلیاژ TiNi استفاده کردند، و لایه روکش و ترکیب متالورژیکی ماتریس خوب است، می تواند یک فیلم غیرفعال مداوم و متراکم تشکیل دهد و مقاومت در برابر خوردگی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. Dai Jingjie با عملیات ذوب مجدد سطح لیزری تیتانیوم خالص صنعتی TA2 معتقد است که بهبود مقاومت در برابر سایش سطح به دلیل اعوجاج شبکه، تقویت کریستال ریز و تقویت نابجایی ناشی از فرآیند ذوب است. با این حال، ذوب مجدد سطح عملکرد تمام مواد آلیاژ تیتانیوم را بهبود نمی بخشد و عملکرد آن نیز ممکن است بدتر شود. نتایج نشان می دهد که دانه های تشکیل شده از ذوب سطح لیزری آلیاژ تیتانیوم TA15 به طور غیر طبیعی درشت می شوند.

تعمیر سطح لیزر را می توان به عنوان شاخه ای از فناوری تعمیر لیزر فرمینگ طبقه بندی کرد و همچنین ترکیبی از فناوری لیزر فرمینگ و فناوری روکش لیزری است که یک کاربرد و پیشرفت بیشتر در زمینه تعمیر قطعات فلزی است. عیوب سطحی تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم را می توان با استفاده از فناوری تعمیر سطح لیزری برطرف کرد. ترک های روی سطح آلیاژ تیتانیوم را می توان با تعمیر لیزر ترمیم کرد. پس از تعمیر لیزر، مقدار سختی ماتریس در اطراف ناحیه اصلاح شده افزایش می یابد و منحنی سختی بین ناحیه اصلاح شده و ناحیه متاثر از حرارت نسبتاً صاف است.

آلیاژ سطحی لیزر روشی است که از پرتو لیزر پرانرژی برای گرم کردن و ذوب سریع سطح مواد برای ارتقاء واکنش آلیاژی سطحی استفاده می‌کند تا خواص سطحی آلیاژ را بهبود بخشد که می‌توان آن را به آلیاژسازی گاز سطحی و آلیاژی تقسیم کرد. آلیاژ پودر سطحی

گاز وارد شده توسط آلیاژسازی گاز عمدتاً N2 یا مخلوط آن است که به عنوان نیترید گاز لیزری نیز شناخته می شود. در اتمسفر نیتروژن، استفاده از پرتو لیزر با انرژی بالا برای فعال کردن اتم‌های نیتروژن، عمل دمای بالا برای ذوب سطح مواد، اتم فعال N و فاز مایع واکنش آلیاژی حوضچه مذاب فلزی، تشکیل یک واکنش سخت است. فاز TiN

روکش سطوح لیزری همچنین می تواند به عنوان یک فناوری اصلاح سطح طبقه بندی شود، اساس تعمیر سطح لیزر است. استفاده از پرتو لیزر با چگالی انرژی بالا برای افزودن مواد روکش و سطح زیرلایه با هم فناوری ذوب، بر روی سطح پایه برای تشکیل مواد روکش و بستر ترکیب متالورژیکی خوب لایه روکش است.

فرآیند روکش لیزری با آلیاژ لیزری همراه است، اما در مقایسه با آلیاژ لیزری ساده، مواد لایه روکش به طور کامل با واکنش ماتریس به آلیاژ مخلوط نمی شود، که می تواند بهتر خواص ویژه مواد روکش را منعکس کند. در حال حاضر، سیستم های مواد زیادی برای پوشش لیزری تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم از جمله C، B، N، Si و Ni استفاده می شود. با توجه به ترکیب و خواص لایه روکش، پوشش های آماده شده را می توان به پوشش های مقاوم در برابر سایش، پوشش های مقاوم در برابر اکسیداسیون در دمای بالا، پوشش های بیولوژیکی و پوشش های مانع حرارتی تقسیم کرد.

5.1 پوشش مقاوم در برابر سایش

مقاومت در برابر سایش آلیاژ تیتانیوم در مقایسه با سایر خواص ضعیف است، بنابراین اصلاح سطح لیزری بیشتر بر روی بهبود مقاومت به سایش ماتریس تمرکز دارد. به طور کلی، هر چه مقدار فاز سخت در پوشش مقاوم در برابر سایش بیشتر باشد، سختی بالاتر و مقاومت به سایش بهتر است. مواد روکشی زیادی وجود دارد که می تواند مقاومت به سایش آلیاژهای تیتانیوم را بهبود بخشد، از جمله B، C، Ni، Si، B4C، Cr2C3، TiC، BN، SiC، TiB، TiB2 و Al2O3.

5.2 پوشش آنتی اکسیدانی

قطعات ساختاری برای کاربردهای مهندسی اغلب در شرایط دمای بالا در مدت طولانی در خدمت هستند. به منظور کاهش یا اجتناب از واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی بین O، S، N و سایر عناصر در اتمسفر کار با دمای بالا و ماتریس، یک لایه محافظ متراکم با دمای بالا به طور کلی بر روی سطح ساخته می‌شود تا از ماتریس در برابر قرار گرفتن محافظت کند. نابود.

5.3 پوشش مانع حرارتی

دمای کار در هوافضا، موتورهای توربین گاز و سایر محیط ها به دمای حد مجاز مواد سوپرآلیاژی رسیده است. پوشش سد حرارتی مواد آلیاژی عملکرد مواد فلزی را با مزایای مقاومت در برابر حرارت مواد سرامیکی ترکیب می کند تا نقش عایق حرارتی مواد سرامیکی را ایفا کند تا قطعات بتوانند در شرایط دمای بالا به طور عادی کار کنند.

5.4 پوشش های بیولوژیکی

یک پوشش زیست فعال بر روی سطح آلیاژ تیتانیوم توسط فناوری روکش لیزری رسوب می‌کند که باعث می‌شود کاشت آلیاژ تیتانیوم زیست سازگاری بهتری را نشان دهد.

شرکت فناوری لیزر Xi'an Guosheng یک شرکت با فناوری پیشرفته متخصص در تحقیق و توسعه، ساخت و فروش دستگاه روکش لیزری اتوماتیک، دستگاه روکش لیزری پرسرعت، دستگاه خاموش کننده لیزر، دستگاه جوش لیزری و تجهیزات چاپ سه بعدی لیزری است. محصولات ما مقرون به صرفه هستند و در داخل و خارج از کشور به فروش می رسند. اگر به محصولات ما علاقه مند هستید، لطفاً با ما در bob@gshenglaser.com تماس بگیرید.