Материали, изискващи предварителна-топлинна обработка преди лазерно облицоване

Лазерното облицоване е усъвършенствана технология за модифициране на повърхността, която образува високо{0}}ефективно металургично свързващо покритие върху повърхността на субстрата чрез разтопяване на облицовъчните материали и повърхността на субстрата с високо-енергиен лазерен лъч. Въпреки това, за определени материали, директно Лазерно облицованебез предварителна -топлинна обработка често води до сериозни дефекти като пукнатини, пори или лоша якост на свързване в облицовъчния слой. Предварителната -термична обработка основно намалява температурния градиент между зоната на облицовката и субстрата, облекчава топлинния стрес, генериран по време на процеса на бързо нагряване и охлаждане, и подобрява микроструктурата и механичните свойства на субстрата, като по този начин полага солидна основа за високо-качествена облицовка. Изборът на материали, които се нуждаят от предварителна -топлинна обработка, е тясно свързан с техния химичен състав, въглеродно съдържание и топлопроводимост.

Високо{0}}въглеродните и високо-легираните стомани са основните материали, които изискват предварителна-топлинна обработка предиЛазерно облицоване. Стомани със съдържание на въглерод по-високо от 0,4%, като стомана 45#, инструментална стомана T10 и различни легирани структурни стомани, съдържащи хром, молибден или ванадий, имат лоша топлопроводимост и висока закаляемост. По време на директното лазерно облицоване, бързото покачване и спадане на температурата ще причини значително топлинно напрежение в субстрата, което лесно предизвиква пукнатини както в облицовъчния слой, така и в зоната, засегната от топлината-. Освен това чугуните, особено чугунът с високо-хром и нодуларен чугун, също изискват предварително-нагряване. Чугуните съдържат графитни фази с неравномерно разпределение и високо{10}}температурното лазерно облъчване може лесно да причини окисление на графита и обемно разширение, което води до вътрешна концентрация на напрежение; пред{11}}топлинната обработка може да хомогенизира температурното поле и да намали подобни рискове. Някои огнеупорни метали и техните сплави, като титаниеви сплави и суперсплави на базата на никел, използвани в космическата индустрия, също се нуждаят от подходяща предварителна-топлинна обработка поради тяхната висока чувствителност към термичен шок.

За гореспоменатите материали предварителната -топлинна обработка не е незадължителен процес, а решаваща гаранция за успеха наЛазерно облицоване. Правилното предварително-нагряване може не само ефективно да предотврати генерирането на пукнатини и други дефекти, но и да подобри омокряемостта на праха за облицовка върху повърхността на субстрата, насърчавайки образуването на плътен металургичен свързващ интерфейс. Освен това предварителната -топлинна обработка може да подобри микроструктурата на субстрата, да намали разликата в твърдостта между облицовъчния слой и субстрата и да подобри общата устойчивост на износване, устойчивост на корозия и устойчивост на умора на облицованата част. Трябва да се отбележи, че температурата на предварителното-нагряване и времето на задържане трябва да се контролират прецизно според конкретния тип материал и размера на частта; прекомерното предварително-нагряване може да доведе до растеж на зърната на субстрата, докато недостатъчното предварително-нагряване не може да постигне желания ефект на облекчаване на напрежението