材料表面的激光合金化02.pdfVIP

第24卷第2期 大 连 尢 学 学 报 Vol24No2 2003 DAIIAN ADi 2003年4月 JOURNALOF UNl＼，ER9_rr 材料表面的激光合金化 郭丽环 大连大学机械工程系．Ⅱ宁又连116622) 摘要激光表面台金化是材料表面改性处理的重要组成部分．本文综巷了其发展现状及__L：艺的制定娘 理和方法． 关键词舍金化；激光；表面 中图分类号：TGl74445文献标识码A 文章编号：1008．2395f2()03)02。0016—04 激光合金化是在高能量激光束的照射下．使基体材料表面一焯层与根据需要加入的合金兀素同时快 速熔化、混台，形成厚度为10“m～1 108℃／s，相当于急冷淬火技术所能达到的冷却速度，又由于熔化层液体内存在着扩散作用和表面张力效 应等物理现象，使材料表面仅在很短时间(50坤～2rrB)内就形成r具有要求深度和化学成份的丧面合 金化层． 利用激光表面合金化工艺可在一些表面性能差、价格便宜的基体金属表面制出耐麝，耐蚀、j耐高温 的表面台金，用于取代昂贵的整体合金．节约贵重金属材料和战略材料，使廉价台金获得更广泛的应 用，从而大幅度降低成本．另外，它还可用来制造出在性能上与传统冶金方法根本不同的表面合金．例 B 等．激光合金化的研究可以追溯到1964年．F 化技术．从此，伴随激光器件的性能完善和大功率激光器的丌发，激光表面合金化技术得到了迅速发 展．尤其是80年代以来．欧美各国对激光表面合金化技术寄予了很大的期望．在我国，近几年，艇激光 表面合金化的研究工作也十分活跃．值得一提的是在汽车，【·毗方面，激光表面合金化工艺有广泛的应用 前景，它可以改善工件表面的耐磨、耐蚀、耐高温等性能，延长在各种恶劣工作条什下工作的汽车零部 件如轴承，轴承保持架，汽缸、衬套、活塞环、n轮、心轴、阀门和传动构件等的使用寿命，从而提高 汽车整体的使用性能． 1 工艺制定的一般原则 激光表面台金化的工艺方法可91纳为两类：一类足材料表面在受到激光照射并建立起熔池的同时， 现表面的合金强化，这即是通常所谓的激光表面合金化；另一种主要是Al、Ti及其合金等软质材料，在 到提高表面层硬度的目的，这即所谓的激光气体台金化 从当前的发展上看，人们仍把蓐点放在前一类 工艺的开发．1：-，因此，本文的论述也主要针对于此种工艺而言．但无论上述哪类工艺h法，为达到预期 的同的和实际生产的需要，在研究中普遍遵循如下的原则： (1)必须考虑到合金化元素或化台物与基体金属熔体阃相互作用的特性，如可熔解性、形成化合物 的可能性、浸润性、线膨胀系数及比容等； (2)必须考虑在合金化区形成的物相对合金化强化效果的影响，如硬度、耐磨性、耐蚀性投高温下的 收稿日期：2002．12—27 作者简介：郭丽环(1967一)．女．工程师 万方数据 第2j{Ij 祁丽环·村“丧面的擞光鲁金化 1 7 ———————————————————————————————————————————————一—————————一———————————————————————————————————H—————一 抗氧化伯为等； (3)必须考虑表面合金层与基体问呈冶金结合的牢固’H·。以及合金层的脆性、抗压、耐弯曲等性能 2 激光合金化工艺方法 制定激光合金化工艺包括合金化成份的选配、合金粉末添加方式的制定及合金化层质量拄制等i个 主要力‘面 2．1 基体与合金化组元的