Технически напредък на лазерните облицовки композитни прахове и керамични покрития
With the continuous improvement of material performance requirements in aerospace and energy equipment, traditional single-material systems can no longer meet the needs. Composite powder and ceramic coating technology, through the collaborative design of "metal toughness + ceramic hardness", is breaking through the performance limits of laser cladding technology. This paper systematically expounds the latest progress in this field from material design, process optimization to engineering проверка .
Укрепващ механизъм на композитни прахове
Coated powders use a core-shell structure to solve the oxidation problem of carbides. In typical Ni-coated WC powders, a 5-15μm nickel shell forms a (W,Ni) solid solution transition layer under laser action, reducing the carbon loss rate from 28% in mechanical mixing to below 5%. The more advanced in-situ synthesis technology uses the Ti+C→TiC reaction. When the power density >3 × 10⁴ w/cm², 50-100 nm tic частици могат да бъдат получени . Приложение на носещ пръстен на тази технология намалява скоростта на износване до 1 . 8 × 10⁻⁶ mm³/n · m.
Сравнение на производителността на системите, подсилени с карбид
Comparison tests show that the interfacial bonding strength of coated powders reaches 580 MPa, an increase of 65% compared with mechanical mixing. Particle size distribution design is particularly critical: 50-150μm coarse particles bear the main load, and 5-20μm fine particles fill the gaps. A steam turbine blade Използването на Ni 60+35%WC (тип тип) разшири живота си на експлоатация от 8, 000 часа до 15, 000 часа, проверка на инженерната стойност на тази технология .}
Подготовка предизвикателства на керамичните покрития
Zirconia gradient coatings reduce thermal stress by 60% through transitional design from metal→70% metal+30% ceramic→pure ceramic. Process parameter optimization shows that a power of 2-4kW with a scanning speed of 5-15mm/s and a lap rate of 30-50% can make the crack density<0.5 pieces/mm. An aero-engine combustor applied with this technology has a thermal cycle life of 3,000 times (the original technology only had 800 times).
Пробиви в биомедицинските приложения
Hydroxyapatite (HAP) coatings increase crystallinity (XRD half-peak width 0.38℃→0.25℃) through 3%F⁻ substitution, and adding 3%MgO promotes osteoblast adhesion. Animal experiments show that the bone integration time of the modified FHA coating is shortened to 8 weeks (Оригинални 12 седмици), а междуфазната якост на свързване достига 35 MPa. Тази технология се прилага при клинични изпитвания на зъбни импланти с първоначална успеваемост от 98,5%.
Основни компоненти на лазерната облицовка система
Заключение
Композитната технология за покритие е изправена пред три основни изследователски посоки: ① разработване на многомащабен теоретичен модел за укрепване на съвместния модел; ②stablishing стандарти за оценка на ефективността на услугата (като методи за изпитване на термичен шок); ③Dustucting Подготовката на цената на подготовка на покрити прахове . се препоръчва да се образува „консорциум от индустрията-универсално-изследователско-медицински“, за да се съсредоточи върху пробиването на технологии за препятствие като TA покрития за сърдечно-съдови стентове и Zro₂-Hap градиентни материали за изкуствени фуги .