Технологија ласерске модификације површине легуре титанијума

Ласерско површинско гашење углавном користи ласерски сноп високе енергије за озрачивање површине метала или легуре, а топлотни ефекат који се ствара чини да површина подлоге формира чврст процес загревања који не прелази тачку топљења. У исто време, фазна трансформација је ојачана на површини метала коришћењем присуства изомерне трансформације у материјалу матрице у комбинацији са ласерским загревањем и ефектом самохлађења материјала. За легуре титанијума, истраживања у овој области у земљи и иностранству постоје од почетка 20 века. Даи Зхендонг и др. значајно побољшао тврдоћу ТЦ11 легуре титанијума помоћу површинског скенирања ласерског гашења, а његов коефицијент трења се могао смањити на оригинални 0.2 ~ 0,3, а отпорност на трошење је повећана за 123 пута, што је значајно побољшано својства површине легуре. Површинску структуру и својства легуре титанијума ТЦ11 оптимизовали су Зханг Хонг ет ал. Резултати показују да ласерско гашење може очигледно побољшати структуру површине и побољшати тврдоћу и отпорност на хабање. Зханг Ки и сарадници, кроз проучавање различитих легура титанијума третираних ласерским самогашењем и брзим очвршћавањем, потврдили су да третман самогашења не само да оплемењује и зрнасту структуру легуре, већ и чини хемијски састав површине хомогенијим. , а однос сегрегације након гашења може се смањити са првобитног стања од 1,28 на 1,04, а у слоју за гашење се не налазе рупе, пукотине и други дефекти. Може се добити глатка и уједначена површина легуре.

Ласерско површинско претапање је метода за брзо топљење и учвршћивање површине подлоге зрачењем површине материјала под заштитом атмосфере аргона, како би се побољшала структура и побољшале перформансе материјала. Гуо Цхун и др. извршио третман ласерског претопљења на површини легуре ТЦ4 ласерским снопом. Након микроскопског посматрања, површинска структура матрице је рафинисана, а својства површине као што су тврдоћа и отпорност на хабање су такође значајно побољшана. Поред тога, неки истраживачи су користили Нд∶ИАГ ласер за поновно топљење површине легуре ТиНи, а слој омотача и металуршка комбинација матрице је добра, може формирати континуиран и густ пасивациони филм, а отпорност на корозију је значајно побољшана. Ласерским површинским топљењем индустријског чистог титанијума ТА2, Даи Јингјие верује да је побољшање отпорности површине на хабање последица изобличења решетке, финог јачања кристала и јачања дислокација узрокованих процесом топљења. Међутим, површинско претапање не побољшава перформансе свих материјала од легура титанијума, а могуће је и погоршање његових перформанси. Резултати показују да су зрна настала ласерским површинским топљењем легуре титанијума ТА15 абнормално груба.

Поправка ласерских површина може се сврстати у грану технологије поправке ласерског обликовања, а такође је и синтеза технологије ласерског обликовања и технологије ласерског облагања, што је даља примена и развој у области поправке металних делова. Површински дефекти титанијума и легура титанијума могу се елиминисати коришћењем ласерске технологије поправке површине. Пукотине на површини легуре титанијума могу се залечити ласерском поправком. Након ласерске поправке, вредност тврдоће матрице око модификоване зоне се повећава, а крива тврдоће између модификоване зоне и зоне захваћене топлотом је релативно равна.

Ласерско површинско легирање је метода која користи ласерски сноп високе енергије за брзо загревање и топљење површине материјала како би се подстакла реакција површинског легирања, како би се побољшале површинске особине легуре, које се могу поделити на легирање површинског гаса и површинско легирање праха.

Гас који се уводи легирањем гаса је углавном Н2 или његова смеша, такође позната као ласерско гасно нитрирање. То је у атмосфери азота, употреба ласерског зрака високе енергије за активирање атома азота, дејство високе температуре за топљење површине материјала, активни атом Н и течна фаза реакције легирања метала растопљеног базена Ти, формирајући тврду фаза ТиН.

Ласерска површинска облога се такође може класификовати као технологија модификације површине, основа је ласерске поправке површине. То је употреба ласерског зрака високе густине енергије за додавање материјала за облагање и површине супстрата заједно са технологијом топљења, на основној површини да би се формирао материјал за облагање и супстрат, добра металуршка комбинација слоја облоге.

Процес ласерског облагања је праћен ласерским легирањем, али у поређењу са једноставним ласерским легирањем, материјал слоја облоге није у потпуности помешан са матрицом до реакције легирања, што може боље одражавати посебне особине материјала за облагање. Тренутно постоји много система материјала који се користе за ласерско облагање титанијума и легура титанијума, укључујући Ц, Б, Н, Си и Ни. Према саставу и својствима обложног слоја, припремљени премази се могу поделити на премазе отпорне на хабање, премазе отпорне на високу температуру оксидације, биолошке премазе и премазе за термичку баријеру.

5.1 Премаз отпоран на хабање

Отпорност на хабање легуре титанијума је лоша у поређењу са другим својствима, тако да се ласерска модификација површине више фокусира на побољшање отпорности матрице на хабање. Генерално, што је већи садржај тврде фазе у премазу отпорном на хабање, већа је тврдоћа и боља отпорност на хабање. Постоји много материјала за облагање који могу побољшати отпорност легура титанијума на хабање, укључујући Б, Ц, Ни, Си, Б4Ц, Цр2Ц3, ТиЦ, БН, СиЦ, ТиБ, ТиБ2 и Ал2О3.

5.2 Антиоксидативни премаз

Структурни делови за инжењерске примене су често у дуготрајној употреби у условима високих температура. Да би се смањила или избегла хемијска или електрохемијска реакција између О, С, Н и других елемената у високотемпературној радној атмосфери и матриксу, на површини се генерално конструише густ заштитни слој од високе температуре који штити матрикс од оштећења. уништена.

5.3 Термичка баријера премаз

Радна температура у ваздухопловству, гаснотурбинским моторима и другим окружењима достигла је граничну температуру суперлегираних материјала. Топлотна баријера од легираних материјала комбинује перформансе металних материјала са предностима отпорности керамичких материјала на високе температуре да би играла улогу топлотне изолације керамичких материјала тако да делови могу нормално да раде у условима високе температуре.

5.4 Биолошки премази

Биоактивни премаз се наноси на површину легуре титанијума технологијом ласерског облагања, што чини да имплантација легуре титанијума показује бољу биокомпатибилност.

Кси'ан Гуосхенг Ласер Тецхнологи Цо., Лтд. је високотехнолошко предузеће специјализовано за истраживање и развој, производњу и продају аутоматске ласерске машине за облагање, брзе ласерске машине за облагање, машине за ласерско гашење, машине за ласерско заваривање и опрему за ласерско 3Д штампање. Наши производи су исплативи и продају се у земљи и иностранству. Ако сте заинтересовани за наше производе, контактирајте нас на bob@gshenglaser.com.