Laserbeklædning er en ny type belægningsteknologi. Det er en højteknologisk teknologi, der involverer lys, mekanik, elektricitet, materialer, detektion og kontrol. Det er en vigtig understøttende teknologi til avanceret laserfremstillingsteknologi og kan løse problemer, som traditionelle fremstillingsmetoder ikke kan fuldføre. Det er en højteknologisk teknologi, der understøttes og fremmes af staten. På nuværende tidspunkt er laserbeklædningsteknologi blevet et af de vigtige midler til fremstilling af nye materialer, hurtig og direkte fremstilling af metaldele og grøn genfremstilling af defekte metaldele. Det har været meget brugt i luftfart, olie, biler, maskinfremstilling, skibsbygning og fremstilling af forme. og andre industrier. For at fremme industrialiseringen af ​​laserbeklædningsteknologien har forskere fra hele verden udført systematisk forskning i de nøgleteknologier, der er involveret i laserbeklædning og har gjort betydelige fremskridt. Der findes et stort antal forskning, konferenceartikler og patenter i ind- og udland, der introducerer laserbeklædningsteknologi og dens nye anvendelser: herunder laserbeklædningsudstyr, materialer, processer, overvågning og kontrol, kvalitetsinspektion, processimulering og simulering osv. Men Indtil videre kan laserbeklædningsteknologi ikke anvendes industrielt i stor skala. Når man analyserer årsagerne, er der faktorer som regeringsorienterede faktorer, begrænsninger på modenheden af ​​selve laserbeklædningsteknologien og graden af ​​anerkendelse af laserbeklædningsteknologi i alle samfundssektorer. For at opnå en omfattende industriel anvendelse af laserbeklædningsteknologi skal vi derfor øge omtalen, lade os styre af markedets efterspørgsel, fokusere på at bryde igennem de nøglefaktorer, der begrænser udviklingen, og løse de nøgleteknologier, der er involveret i tekniske applikationer. Jeg tror, ​​at i den nærmeste fremtid, vil anvendelsesområderne og intensiteten af ​​laserbeklædningsteknologi fortsætte med at udvide.

Her er et par anvendelseseksempler på laserbeklædning: laserstrålens fokuserede effekttæthed kan nå 1010~12W/cm2, og materialets afkølingshastighed kan være så høj som 1012K/s. Denne omfattende egenskab giver ikke kun muligheder for vækst af nye discipliner inden for materialevidenskab. Det giver et stærkt fundament og et hidtil uset værktøj til realisering af nye materialer eller nye funktionelle overflader. Smelten skabt af laserbeklædning er langt væk fra ligevægtstilstanden af ​​hurtige afkølingsforhold under høje temperaturgradienter, hvilket resulterer i dannelsen af ​​et stort antal overmættede faste opløsninger, metastabile faser og endda nye faser i størkningsstrukturen, som har bekræftet af et stort antal undersøgelser. Det giver nye termodynamiske og kinetiske forhold til fremstilling af funktionelt graderede in-situ autogene partikelforstærkede kompositlag. Samtidig er fremstillingen af ​​nye materialer ved hjælp af laserbeklædningsteknologi et vigtigt grundlag for reparation og genfremstilling af defekte dele under ekstreme forhold og direkte fremstilling af metaldele. Det har fået stor opmærksomhed og mangesidet forskning fra det videnskabelige samfund og virksomheder rundt om i verden. På nuværende tidspunkt kan laserbeklædningsteknologi bruges til at fremstille jern-baserede, nikkel-baserede, kobolt-baserede, aluminium-baserede, titanium-baserede, magnesium-baserede og andre metal matrix kompositmaterialer. Funktionelt klassificeret: belægninger med enkelte eller flere funktioner kan fremstilles, såsom slidstyrke, korrosionsbestandighed, højtemperaturbestandighed osv., samt specielle funktionelle belægninger. Fra perspektivet af det materialesystem, der udgør belægningen, har den udviklet sig fra et binært legeringssystem til et flerkomponentsystem. Legeringssammensætningsdesignet og multifunktionaliteten af ​​multikomponentsystemer er vigtige udviklingsretninger for fremstilling af nye materialer ved laserbeklædning i fremtiden. Ny forskning viser, at stålbaserede metalmaterialer dominerer mit lands tekniske applikationer. Samtidig forekommer metalmaterialesvigt (såsom korrosion, slid, træthed osv.) for det meste på deles arbejdsflade, og overfladen skal forstærkes. For at imødekomme arbejdsemnets driftsbetingelser er brug af store stykker af in-situ selvgenererede partikelforstærkede stålbaserede kompositmaterialer ikke kun materialeaffald, men er også ekstremt dyrt. På den anden side, når man undersøger naturlige biomaterialer fra bionikkens perspektiv, er deres sammensætning tæt på ydersiden og sparsom på indersiden, og deres egenskaber er hårde på ydersiden og hårde på indersiden. Ydermere ændrer densitet sparsom, hård sejhed sig i en gradient fra ydersiden til indersiden. Egenskaberne ved naturlige biomaterialer Den specielle struktur gør, at den har fremragende ydeevne.

I henhold til de særlige servicebetingelser og ydeevnekrav for ingeniørmaterialer er der et presserende behov for at udvikle nye overflademetalmatrix-kompositmaterialer med stærke og seje kombinationer og gradientydelse. Derfor er brug af laserbeklædning til fremstilling af gradientfunktionelle in-situ selvgenererede partikelforstærkede metalmatrixkompositter, der er metallurgisk bundet til substratet, ikke kun et presserende behov for ingeniørpraksis, men også en uundgåelig tendens i udviklingen af ​​laseroverflademodifikationsteknologi. . Laserbeklædningsteknologi er blevet rapporteret til at fremstille in-situ autogene partikelforstærkede metalmatrix-kompositter og funktionelt sorterede materialer, men de fleste af dem forbliver på stadiet med struktur- og ydeevneanalyse, kontrol af procesparametre, størrelse, afstand og volumenforhold. forstærkningsfasen Den har endnu ikke nået et kontrollerbart niveau. Gradientfunktionen dannes gennem flerlagsbelægning, og der er uundgåeligt et problem med svag grænsefladebinding mellem lagene. Der er stadig lang vej igen, før det er praktisk. Brug af laserbeklædningsteknologi til at fremstille metalbaserede overfladekompositmaterialer med kontrollerbar partikelstørrelse, mængde og fordeling, passende afstemt styrke og sejhed og integration af gradientfunktioner og in-situ selvgenereret partikelforstærkning er en vigtig udviklingsretning i fremtiden. Forskningsindholdet omfatter:

1. Teknologien, midlerne og principperne for beklædningsmaterialesammensætning, struktur og ydeevnedesign og kontrolteknologien til procesimplementering.
2. Etablering af termodynamiske og kinetiske modeller for partikelforstærkningsfaseudfældning, vækst og forstærkning af funktionelt graderede autogene partikelforstærkede metalmatrixkompositter fremstillet ved laserbeklædning.
3. .Partikelforstærket fasemorfologi, struktur, funktion og sammensat bionisk design og kontrolteknologi af størrelse, mængde og fordeling.
4. Forskning i principper, nøglefaktorer og procesmetoder for belægningssammensætning, struktur og præstationsgradientkontrol.
5. Observation, analytisk kontrol og karakterisering af makro- og mikrogrænseflader; analyse og påvisning af konventionelle egenskaber af funktionelt graderede in-situ partikelforstærkede metalmatrix-kompositter, samt slidadfærd og svigtmekanismer under forskellige arbejdsforhold. Gennembrud i disse forskningsindhold kan løse problemet med misforhold i kompatibilitet mellem belægning og underlag og tilbøjelige til revner og fremme udvidelsen af ​​anvendelsesområdet for laserbeklædningsteknologi.