激光熔覆技術(shù)面臨的三大挑戰(zhàn)
激光熔覆技術(shù)是在基體表面添加熔覆材料,利用高能量密度的激光束將其與基體表面的薄層熔合在一起,在基體表面形成冶金結(jié)合的熔覆層。
激光熔覆可以達(dá)到表面改性或修復(fù)的效果,因此可以有效延長工業(yè)、能源、軍工、機(jī)械相關(guān)制造工廠和再制造等領(lǐng)域生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。
激光熔覆技術(shù)是一種高度經(jīng)濟(jì)的技術(shù),可以在廉價(jià)的基體上制備性能優(yōu)異的合金,不僅可以降低成本,還可以節(jié)省稀有材料。目前,我國激光熔覆技術(shù)走向激光熔覆工業(yè)應(yīng)用的中級(jí)階段,但仍需面臨多方面問題的挑戰(zhàn)。
1、激光熔覆材料體系有待完善
目前,激光熔覆專用的增材體系少,對(duì)于激光熔覆層的質(zhì)量評(píng)價(jià)也沒有完整、統(tǒng)一的評(píng)價(jià)指標(biāo),只有開發(fā)出更多的激光熔覆專用增材體系,提高熔覆層的評(píng)價(jià)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),才能真正實(shí)現(xiàn)激光熔覆技術(shù)的推廣應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。
2、成本問題仍需關(guān)注
雖然激光熔覆技術(shù)的粉末成本較低,但激光熔覆的實(shí)際成本一直是困擾企業(yè)的難題。大多數(shù)激光加工企業(yè)也無法立即接受單一產(chǎn)品加工成本較高的激光熔覆技術(shù),并對(duì)激光熔覆產(chǎn)品的性能持產(chǎn)生懷疑態(tài)度,這極大地制約了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展。雖然激光熔覆具有諸多優(yōu)點(diǎn),前景廣闊,但也注定了它的發(fā)展道路是曲折的,還有很長的路要走。
3、應(yīng)用水平/規(guī)模需要適應(yīng)市場需求
激光熔覆技術(shù)的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)研究目前多集中在材料科學(xué)與工程方向。但作為一種典型的制造工藝技術(shù),該技術(shù)與工程對(duì)象相結(jié)合的應(yīng)用基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱。例如,在大面積激光熔覆中,熔覆層容易產(chǎn)生裂紋,這仍然是一個(gè)非常棘手的問題。由于“高溫、快冷”的工藝特點(diǎn),熔覆層應(yīng)力集中、開裂傾向較大,嚴(yán)重影響了激光熔覆技術(shù)的工程應(yīng)用。從裂紋的角度出發(fā),分析裂紋的形成機(jī)理。
目前,激光熔覆的應(yīng)用水平和規(guī)模暫時(shí)不能滿足市場的需求,產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)也是影響激光熔覆工程應(yīng)用效果的主要原因。
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