微束等离子熔覆特点

  1. 技术特点：

   微束等离子熔覆机所采用的等离子束，是一种电离弧，比弧焊机热量更集中，所以加热速度更快，为了获得更集中的离子束，一般采用高压缩比孔径，小电流，以便控制基体温度不致太高，避免引起退火变形。当然这与YAG激光器加热速度无法比拟。由于等离子弧为连续工作，造成机体冷却相对较慢，形成的过渡区域比激光熔覆要深一些，这对硬面材料熔覆来说，应力会释放的好一些。

  2.设备特点：

   微束等离子熔覆设备是在直流焊机的基础上发展而来，其电源·喷枪·送粉器·摆动器等，技术门槛低，容易制造，可靠性好，维护使用简单，耗电少，使用成本低，通用性好，生产成本低，适应性好，便于规模化生产，效益显著，对环境要求低，对材料适应广泛。随着电气技术的进步，我国的焊机技术水平已经具备足够的支持能力。另外设备体积小，重量小，焊枪可以手持把握，这使它使用起来更灵活方便，辅助工装的造价便宜。

    激光熔覆亦称激光包覆或激光熔敷，是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体 成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的 要求，又节约了大量的贵重元素。

它利用高能激光束（104-106w/cm2)在金属表面辐照，通过迅速熔化，冷却（102-106°C/s），在基材表面熔覆一层具有特殊物理.化 学和力学性能的材料，从而构成一种新的复合材料，形成基体不具备的高性能。此工艺可以根据工件的工况要求，设计不同性能的表面熔覆层，用于工件表面损坏后 的修复，同时提高工件基体的耐热、耐腐蚀、耐磨损的性能。材料主要有：镍基、钴基、铁基合金、碳化钨、高耐腐蚀合金材料等，硬度由HRC15-65度可随 机调配。

激光熔覆机适用于各种进口、国产机械设备零配件磨损、腐蚀、断、裂、划伤、硌痕、加工超差、铸造缺陷、泄漏等的修理。各种进口国产机械零配件表面的改性，使其具有减磨、耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。

与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。

从当前激光熔覆的应用情况来看，其主要应用于两个方面：一，对材料的表面改性，如燃汽轮机叶片，轧辊，齿轮等；二，对产品的表面修复，如转子，模具 等。有关资料表明，修复后的部件强度可达到原强度的90%以上，其修复费用不到重置价格的1/5，更重要的是缩短了维修时间，解决了大型企业重大成套设备 连续可靠运行所必须解决的转动部件快速抢修难题。另外，对关键部件表面通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金，可以在零部件表面不变形的情况下大大提高零部件的使用 寿命；对模具表面进行激光熔覆处理，不仅提高模具强度，还可以降低2/3的制造成本，缩短4/5的制造周期。

熔覆材料：目前应用广泛的激光熔覆材料主要有：镍基、钴基、铁基合金、碳化钨复合材料。其中，又以镍基材料应用最多，与钴基材料相比，其价格便宜。

熔覆工艺：激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。

预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。

同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。

预置式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---预置熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。

同步式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。

按工艺流程，与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。

      等离子熔覆技术是采用等离子束为热源，使金属表层获得优异的耐磨、耐蚀、耐热、耐冲击等性能的新型材料表面改性技术。该技术是在等离子高能束流辐照下，将同步送到工件表面的合金粉末熔化，并使工件表面浅层同时熔化，在工件表面形成合金熔池；待高能束流束移开之后，在工件自身的快速热传导以及工件周围空气的辐射传热作用下，合金熔池快速凝固，从而形成成分均匀、致密、组织细小均匀、无显微气孔及裂纹，同工件形成良好冶金结合的高质量涂层。等离子熔覆是一种快速非平衡凝固过程，具有过饱和固溶强化、弥散强化和沉淀强化等多种强化效应。与激光熔覆、电子束熔覆相比，等离子熔覆是一种优质、高效、低成本的表面改性新技术.

等离子熔覆技术的这些特点显示出极为重要而广泛的应用前景。工程机械、矿山机械以及钢铁加工机械中有许多零部件在服役过程中受到严苛的冲击磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损。据不完全统计，每年因磨损、腐蚀而报废或更换零部件所造成直接和间接经济损失约占国民经济总产值的4%。应用等离子熔覆技术实现表面强化，就可以大大延长这些部件的使用寿命，具有很大的经济效益。

比如，钢铁行业线材轧机中的关键零件——导辊，其工况条件相当复杂而苛刻。当炽热的轧件通过导辊时，在摩擦力的作用下带动导辊高速旋转。导辊很容易发生失效，包括磨损、出现裂纹、断裂、转动失灵等，其中高温磨损失效是最主要的失效形式。导辊消耗大、更换频繁，一直是个亟待解决的问题。目前常用的导辊为高铬铸钢导辊，其使用寿命很短。由于寿命短，价格较高，大大制约了钢铁线材的生产效率。