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几种激光表面处理技术 对金属基符合材料耐腐蚀性能的影响

1. 激光表面熔凝

激光表面熔凝技术是用高能量密度激光束扫过材料表面,使之发生局部熔化后急速冷却的技术。

利用激光熔凝技术改善复合材料耐蚀性的机理在于利用激光对金属复合材料进行表面照射,从而导致某些金属间化合物和部分增强体分解,减少在复合材料组织中形成原电池从而加速材料的腐蚀。同时,在材料表面形成一个以基体为主要成分的组织均一的薄层,借助于基体材料优良的耐腐蚀性来提高金属基符合材料的抗腐蚀性能。

经激光熔凝后的表面熔化区还具有晶粒细化、能获得亚稳态组织甚至非晶、;熔化层内气孔率较低、基体与表面结合状态好等优点。

2. 激光表面合金化

激光表面合金化是现在复合材料表面涂覆少量合金元素,再用激光使基体和合金元素达到熔化状态。由于温度不均匀而产生的湍流现象使合金元素与基体标称充分混合,在快冷后形成不同于基体的耐腐蚀性较高的合金化表面层。

3. 激光表面熔覆

激光表面熔覆技术是在基体表面涂覆一层较厚的合金元素,当激光束作用在涂层上时,涂覆的合金元素发生合金化反应,生成的合金层完全覆盖在基体上面,同时基体表层发生熔化,与合金层产生冶金结合。表面的合金层将基体与腐蚀介质隔绝开,材料的腐蚀性能由熔覆层的腐蚀性能来决定。

由于激光束能量密度高,凝固时冷却速度快,激光熔覆层凝固后可以获得细小的组织。可以在同一零件的不同部位根据需要进行不同的熔覆,基体和熔覆层的结合是冶金结合,熔覆层组织具有明显的梯度渐变特征,熔覆过程中垂直方向高的温度梯度可以抵消涂覆材料与基体由热膨胀系数的差异而带来的热应力,避免材料的严重变形甚至开裂,形成良好的结合。目前利用激光表面熔覆来改善复合材料的耐腐蚀性多用在耐腐蚀性比较差的镁基复合材料。

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