Laserpinnoitus on uudenlainen pinnoitustekniikka. Se on korkean teknologian tekniikkaa, joka sisältää valoa, mekaniikkaa, sähköä, materiaaleja, tunnistusta ja ohjausta. Se on tärkeä tukiteknologia edistyneelle laservalmistusteknologialle ja voi ratkaista ongelmia, joita perinteiset valmistusmenetelmät eivät pysty ratkaisemaan. Se on valtion tukemaa ja edistämää huipputeknologiaa. Tällä hetkellä laserpinnoitusteknologiasta on tullut yksi tärkeimmistä keinoista uusien materiaalien valmistuksessa, metalliosien nopeassa ja suorassa valmistuksessa sekä epäonnistuneiden metalliosien vihreässä uudelleenvalmistuksessa. Sitä on käytetty laajalti ilmailussa, öljyteollisuudessa, autoissa, koneiden valmistuksessa, laivanrakennuksessa ja muottien valmistuksessa. ja muilla teollisuudenaloilla. Edistääkseen laserpinnoitusteknologian teollistumista tutkijat ympäri maailmaa ovat tehneet systemaattista tutkimusta laserpinnoituksen keskeisistä teknologioista ja edistyneet merkittävästi. Kotimaassa ja ulkomailla on suuri määrä tutkimuksia, konferenssipapereita ja patentteja, joissa esitellään laserpinnoitustekniikkaa ja sen uusia sovelluksia: mukaan lukien laserpinnoituslaitteet, materiaalit, prosessit, valvonta ja valvonta, laaduntarkastus, prosessisimulaatio ja simulointi jne. laserpinnoitustekniikkaa ei toistaiseksi voida soveltaa teollisesti suuressa mittakaavassa. Syitä analysoimalla voidaan todeta, että on olemassa tekijöitä, kuten hallitussuuntautuneita tekijöitä, rajoituksia itse laserpinnoitustekniikan kypsyydelle ja laserpinnoitustekniikan tunnustamisaste yhteiskunnan kaikilla sektoreilla. Siksi laserpinnoitusteknologian kattavan teollisen sovelluksen saavuttamiseksi meidän on lisättävä julkisuutta, ohjattava markkinoiden kysyntää, keskityttävä kehitystä rajoittavien keskeisten tekijöiden murtamiseen ja ratkaistava suunnittelusovellusten keskeiset teknologiat. Uskon, että lähitulevaisuudessa Laserpinnoitustekniikan sovellusalat ja intensiteetti kasvavat edelleen.

Tässä on muutama sovellusesimerkki laserpäällysteestä: lasersäteen fokusoitu tehotiheys voi olla 1010-12W/cm2 ja materiaalin jäähdytysnopeus jopa 1012K/s. Tämä kattava ominaisuus ei ainoastaan ​​tarjoa mahdollisuuksia uusien materiaalitieteen tieteenalojen kasvulle. Se tarjoaa vahvan perustan ja ennennäkemättömän työkalun uusien materiaalien tai uusien toiminnallisten pintojen toteuttamiseen. Laserpäällysteen synnyttämä sula on kaukana nopeiden jäähdytysolosuhteiden tasapainotilasta korkean lämpötilan gradienteissa, jolloin muodostuu suuri määrä ylikyllästettyjä kiinteitä liuoksia, metastabiileja faaseja ja jopa uusia faaseja jähmettymisrakenteessa, joka on on vahvistettu useilla tutkimuksilla. Se tarjoaa uusia termodynaamisia ja kineettisiä olosuhteita toiminnallisesti luokiteltujen in situ autogeenisten hiukkasvahvisteisten komposiittikerrosten valmistamiseen. Samalla uusien materiaalien valmistus laserpinnoitustekniikalla on tärkeä perusta ääriolosuhteissa epäonnistuneiden osien korjaukselle ja uudelleenvalmistukselle sekä metalliosien suoraan valmistukseen. Se on saanut suurta huomiota ja monipuolista tutkimusta tiedeyhteisöltä ja yrityksiltä ympäri maailmaa. Tällä hetkellä laserpinnoitusteknologiaa voidaan käyttää rautapohjaisten, nikkelipohjaisten, kobolttipohjaisten, alumiinipohjaisten, titaanipohjaisten, magnesiumpohjaisten ja muiden metallimatriisikomposiittimateriaalien valmistukseen. Toiminnallisesti luokiteltu: voidaan valmistaa pinnoitteita, joilla on yksi- tai useampitoiminto, kuten kulutuskestävyys, korroosionkestävyys, korkeiden lämpötilojen kestävyys jne., sekä erityisiä toiminnallisia pinnoitteita. Pinnoitteen muodostavan materiaalijärjestelmän näkökulmasta se on kehittynyt binääriseosjärjestelmästä monikomponenttijärjestelmäksi. Monikomponenttijärjestelmien seoskoostumussuunnittelu ja monitoimisuus ovat tärkeitä kehityssuuntia uusien materiaalien valmistuksessa laserpinnoituksella tulevaisuudessa. Uusi tutkimus osoittaa, että teräspohjaiset metallimateriaalit hallitsevat maani teknisiä sovelluksia. Samanaikaisesti metallimateriaaliviat (kuten korroosio, kuluminen, väsyminen jne.) tapahtuvat enimmäkseen osien työpinnalla ja pintaa on vahvistettava. Työkappaleen käyttöolosuhteiden täyttämiseksi suurten, paikan päällä syntyneiden, hiukkasvahvisteisten teräspohjaisten komposiittimateriaalien käyttäminen ei ainoastaan ​​hukkaa materiaalia, vaan on myös erittäin kallista. Toisaalta bioniikan näkökulmasta luonnollisia biomateriaaleja tarkasteltaessa niiden koostumus on ulkopuolelta tiivis ja sisältä harva, ja niiden ominaisuudet ovat ulkoa kovia ja sisältä sitkeitä. Lisäksi tiheys-harva, kova sitkeys muuttuu gradientissa ulkopuolelta sisälle. Luonnollisten biomateriaalien ominaisuudet Erityinen rakenne tekee siitä erinomaisen suorituskyvyn.

Teknisten materiaalien erityisten käyttöolosuhteiden ja suorituskykyvaatimusten mukaisesti on kiireellisesti kehitettävä uusia pintametallimatriisikomposiittimateriaaleja, joilla on vahvoja ja sitkeitä yhdistelmiä ja gradienttisuorituskykyä. Siksi laserpäällysteen käyttö gradienttifunktionaalisten in situ itsetuotettujen hiukkasvahvisteisten metallimatriisikomposiittien valmistukseen, jotka on metallurgisesti sidottu alustaan, ei ole pelkästään insinöörikäytännön kiireellinen tarve, vaan myös väistämätön suuntaus laserpinnan modifiointiteknologian kehityksessä. . Laserpinnoitustekniikan on raportoitu valmistavan in situ autogeenisiä hiukkasvahvisteisia metallimatriisikomposiitteja ja toiminnallisesti luokiteltuja materiaaleja, mutta suurin osa niistä jää rakenne- ja suorituskykyanalyysin, prosessiparametrien, koon, etäisyyden ja tilavuussuhteen hallinnan vaiheeseen. vahvistusvaihe Se ei ole vielä saavuttanut hallittavaa tasoa. Gradienttifunktio muodostuu monikerroksisen pinnoituksen kautta, ja kerrosten välillä on väistämättä heikko rajapinnan sidosongelma. Käytännöllisyyteen on vielä pitkä matka. Laserpinnoitusteknologian käyttäminen metallipohjaisten pintakomposiittimateriaalien valmistukseen, joiden hiukkaskoko, määrä ja jakautuminen on hallittavissa, lujuus ja sitkeys sopivat yhteen, sekä gradienttitoimintojen integrointi ja in situ itse tuotettu hiukkasvahvistus on tärkeä kehityssuunta tulevaisuudessa. Tutkimussisältöön kuuluu:

1. Päällystysmateriaalin koostumuksen, rakenteen ja suorituskyvyn suunnittelun tekniikka, keinot ja periaatteet sekä prosessin toteutuksen ohjaustekniikka.
2. Termodynaamisten ja kineettisten mallien laatiminen hiukkasvahvistusvaiheen saostumiseen, kasvattamiseen ja vahvistamiseen laserpinnoituksella valmistettujen autogeenisten, hiukkasvahvisteisten metallimatriisikomposiittien muodostamiseksi.
3. .Partikkelivahvistettu faasimorfologia, rakenne, toiminta ja koon, määrän ja jakautumisen bioninen komposiittisuunnittelu ja ohjaustekniikka.
4. Tutkimus pinnoitteen koostumuksen, rakenteen ja suorituskyvyn gradientin hallinnan periaatteista, avaintekijöistä ja prosessimenetelmistä.
5. Makro- ja mikrorajapintojen tarkkailu, analyyttinen ohjaus ja karakterisointi; toiminnallisesti lajiteltujen in situ -hiukkasvahvisteisten metallimatriisikomposiittien tavanomaisten ominaisuuksien sekä kulumiskäyttäytymisen ja vikamekanismien analysointi ja havaitseminen erilaisissa työolosuhteissa. Näiden tutkimussisältöjen läpimurrot voivat ratkaista pinnoitteen ja alustan yhteensopimattomuuden ja halkeilualttiuden ongelman sekä edistää laserpinnoitustekniikan sovellusalueen laajentamista.