Materiaalit, jotka vaativat esi{0}}lämpökäsittelyn ennen laserpinnoitusta

Laserpinnoitus on edistynyt pinnanmuokkaustekniikka, joka muodostaa korkean -suorituskykyisen metallurgisen sidospinnoitteen alustan pinnalle sulattamalla päällystemateriaalit ja alustan pinnan korkean-energisen lasersäteen avulla. Tietyille materiaaleille kuitenkin suoraan Laserpinnoitusilman esi{0}}lämpökäsittelyä johtaa usein vakaviin vaurioihin, kuten halkeamiin, huokosiin tai huonoon sidoslujuuteen verhouskerroksessa. Esilämpökäsittely vähentää pääasiassa verhousvyöhykkeen ja alustan välistä lämpötilagradienttia, lievittää nopean lämmitys- ja jäähdytysprosessin aikana syntyvää lämpörasitusta ja parantaa alustan mikrorakennetta ja mekaanisia ominaisuuksia, mikä luo vankan perustan korkealaatuiselle verhoukselle. Esilämpökäsittelyä vaativien materiaalien-valinta liittyy läheisesti niiden kemialliseen koostumukseen, hiilipitoisuuteen ja lämmönjohtavuuteen.

Korkea-hiilinen ja runsas-seosteiset teräkset ovat ensisijaisia ​​materiaaleja, jotka edellyttävät esi-lämpökäsittelyä ennenLaserpinnoitus. Teräkset, joiden hiilipitoisuus on yli 0,4 %, kuten 45#-teräs, T10-työkaluteräs ja erilaiset seostetut rakenneteräkset, jotka sisältävät kromia, molybdeeniä tai vanadiinia, ovat huonosti lämmönjohtavia ja karkaisevia. Suoran laserpinnoituksen aikana nopea lämpötilan nousu ja lasku aiheuttavat substraattiin merkittävää lämpörasitusta, mikä aiheuttaa helposti halkeamia sekä päällystekerrokseen että lämpö{5}}vaikutusalueelle. Lisäksi valuraudat, erityisesti runsas-kromivalurauta ja pallomainen valurauta, vaativat myös esilämmityksen. Valurauta sisältää grafiittifaaseja, joiden jakautuminen on epätasaista, ja korkean lämpötilan{10}}lasersäteily voi helposti aiheuttaa grafiitin hapettumista ja tilavuuden laajenemista, mikä johtaa sisäiseen jännityksen keskittymiseen. esi-lämpökäsittely voi homogenoida lämpötilakentän ja vähentää tällaisia ​​riskejä. Jotkut tulenkestävät metallit ja niiden seokset, kuten titaaniseokset ja nikkeli{13}-pohjaiset superseokset, joita käytetään ilmailualalla, tarvitsevat myös asianmukaisen esi-lämpökäsittelyn, koska ne ovat herkkiä lämpöiskuille.

Edellä mainituille materiaaleille esi{0}}lämpökäsittely ei ole valinnainen prosessi, vaan ratkaiseva tae materiaalin onnistumiselle.Laserpinnoitus. Asianmukainen esilämmitys ei ainoastaan ​​voi tehokkaasti estää halkeamien ja muiden vikojen syntymistä, vaan myös parantaa päällystysjauheen kostuvuutta alustan pinnalla, mikä edistää tiheän metallurgisen sidospinnan muodostumista. Lisäksi esilämpökäsittely voi jalostaa alustan mikrorakennetta, vähentää päällystekerroksen ja alustan välistä kovuuseroa ja parantaa päällystetyn osan yleistä kulutuskestävyyttä, korroosionkestävyyttä ja väsymiskestävyyttä. On huomattava, että esilämmityslämpötilaa ja pitoaikaa on säädettävä tarkasti tietyn materiaalityypin ja osan koon mukaan. liiallinen esilämmitys voi johtaa alustan rakeiden kasvuun, kun taas riittämätön esilämmitys ei voi saavuttaa haluttua jännityksenpoistotehoa.