表面處理

面處理

  通過對工件表面進行設計和激光改進處理,從而改善其表面性能的方法。它是利用激光束快速、局部地加熱工件,實現局部急熱或急冷,可在大氣真空等環境中進行處理。通過改變激光參數,可解決不同的表面處理工藝問題。工件變形極小,是一種非接觸式處理方法。根據表面處理目的不同,分為表面改性處理(包括激光上釉、激光重熔、激光合金化、激光涂敷)和去除處理(如激光清洗)。

 

激光表面改性

  利用激光掃描過程中材料自身的組織結構變化或引入其他材料實現工件表面性能的改善,該技術能選擇性地處理工件表面,有利于在工件整體保持足夠的韌性和強度的同時,表面獲得較高的、特定的使用性能,如耐磨、耐蝕和抗疲勞、抗氧化等。

 

激光重熔處理

  用較高功率密度(10~10W/cm2)的激光束,在金屬表面掃描,使表層金屬熔化,隨后快速冷卻凝固的技術。冷卻速度通常為10~10℃/S,采用巨脈沖,可以得到10℃/S的冷卻速度,從而得到細微的接近均勻的表層組織。利用激光表面改性技術的優勢在現有廉價材料表面獲得微晶從而大大提高材料的使用性能,具有很好的應用前景。

激光合金化

  利用激光能源將材料局部區域表面加熱到一定溫度或形成一薄的熔化層,通過擴散或添加合金元素或化學反應改變表面化學成分以改善材料表面的力學、物理和化學性能的技術。它具有可局域處理,低的基體形變,對基體性能無損傷,效率高和快速加熱等優點,特別適用于工件的重要部位,如模具的合縫線,氣門挺桿和凸輪軸的局部表面。

 

涂覆

  激光涂覆與激光合金化相似,都是在激光加熱基體的同時,熔入其他合金材料。但激光涂覆除使基體與熔化的涂覆材料實現冶金結合外,涂覆材料很少被基體材料稀釋,基本上保持其原有成分不變。

 

激光上釉

  又稱激光上光,它所用激光能量密度在10~10W/cm2,使金屬表面快速熔化,在表面上形成一層非常薄的熔化層,當激光快速移走后,金屬本身對熔化區進行“自淬”,冷卻速度高達10~10℃/S,通過這種快速熔化-凝固過程,使金屬表面產生特殊的非晶層(金屬玻璃)。對于材料改性很有發展前途,其成本低,容易控制和復制,有利于發展新材料。

激光去除  利用激光使工件表面污物、銹斑或涂層發生瞬間蒸發或剝離,高速有效地清潔工件表面。激光清潔工藝不用有機溶劑,無污染、無噪聲,是一種“綠色”工藝。

 

激光清洗 

  利用高能的激光束照射工件表面,使表面的污物、銹斑或涂層發生瞬間蒸發或剝離,高速有效地清除表面的污染物或涂層。激光清洗屬于干洗,不需有機溶劑,沒有廢液排放,殘渣少,不會造成環境污染、能有效清除其他方法難以去除干凈的吸附在物體表面的亞微米粒子。該技術柔性高、可控性好、易于選區定位精密清洗,易于遠距離遙控清洗難以到達或危險的地方。

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