Il rivestimento laser è un nuovo tipo di tecnologia di rivestimento. È una tecnologia high-tech che coinvolge luce, meccanica, elettricità, materiali, rilevamento e controllo. Si tratta di un'importante tecnologia di supporto per la tecnologia di produzione laser avanzata e può risolvere problemi che i metodi di produzione tradizionali non possono risolvere. È una tecnologia high-tech supportata e promossa dallo Stato. Allo stato attuale, la tecnologia di rivestimento laser è diventata uno dei mezzi più importanti per la preparazione di nuovi materiali, la produzione rapida e diretta di parti metalliche e la rigenerazione ecologica di parti metalliche guastate. È stato ampiamente utilizzato nell'aviazione, nel petrolio, nelle automobili, nella produzione di macchinari, nella costruzione navale e nella produzione di stampi. e altre industrie. Al fine di promuovere l’industrializzazione della tecnologia di rivestimento laser, ricercatori di tutto il mondo hanno condotto ricerche sistematiche sulle tecnologie chiave coinvolte nel rivestimento laser e hanno compiuto progressi significativi. Esistono numerose ricerche, documenti di conferenze e brevetti in patria e all'estero che introducono la tecnologia di rivestimento laser e le sue nuove applicazioni: comprese apparecchiature, materiali, processi, monitoraggio e controllo di rivestimento laser, ispezione di qualità, simulazione e simulazione di processi, ecc. Finora, la tecnologia di rivestimento laser non può essere applicata a livello industriale su larga scala. Analizzando le ragioni, ci sono fattori come fattori orientati al governo, limitazioni sulla maturità della tecnologia di rivestimento laser stessa e il grado di riconoscimento della tecnologia di rivestimento laser da parte di tutti i settori della società. Pertanto, per ottenere un’applicazione industriale completa della tecnologia di rivestimento laser, dobbiamo aumentare la pubblicità, farci guidare dalla domanda del mercato, concentrarci sull’eliminazione dei fattori chiave che limitano lo sviluppo e risolvere le tecnologie chiave coinvolte nelle applicazioni ingegneristiche. Credo che nel prossimo futuro i campi di applicazione e l'intensità della tecnologia di rivestimento laser continueranno ad espandersi.

Ecco alcuni esempi di applicazione del rivestimento laser: la densità di potenza focalizzata del raggio laser può raggiungere 1010~12W/cm2 e la velocità di raffreddamento del materiale può arrivare fino a 1012K/s. Questa caratteristica globale non solo offre opportunità per la crescita di nuove discipline nella scienza dei materiali. Fornisce una solida base e uno strumento senza precedenti per la realizzazione di nuovi materiali o nuove superfici funzionali. La fusione creata dal rivestimento laser è lontana dallo stato di equilibrio delle condizioni di raffreddamento rapido sotto gradienti di temperatura elevata, con conseguente formazione di un gran numero di soluzioni solide sovrassature, fasi metastabili e persino nuove fasi nella struttura di solidificazione, che ha stata confermata da un gran numero di studi. Fornisce nuove condizioni termodinamiche e cinetiche per la fabbricazione di strati compositi autogeni rinforzati con particelle in situ funzionalmente classificati. Allo stesso tempo, la preparazione di nuovi materiali mediante la tecnologia di rivestimento laser rappresenta una base importante per la riparazione e la rigenerazione di parti danneggiate in condizioni estreme e per la produzione diretta di parti metalliche. Ha ricevuto grande attenzione e ricerche sfaccettate da parte della comunità scientifica e delle imprese di tutto il mondo. Allo stato attuale, la tecnologia di rivestimento laser può essere utilizzata per preparare materiali compositi a base di ferro, nichel, cobalto, alluminio, titanio, magnesio e altri materiali compositi a matrice metallica. Classificati funzionalmente: possono essere preparati rivestimenti con funzioni singole o multiple, come resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, resistenza alle alte temperature, ecc., nonché rivestimenti funzionali speciali. Dal punto di vista del sistema materiale che costituisce il rivestimento, si è sviluppato da un sistema di leghe binarie a un sistema multicomponente. Il design della composizione della lega e la multifunzionalità dei sistemi multicomponente sono importanti direzioni di sviluppo per la preparazione di nuovi materiali mediante rivestimento laser in futuro. Una nuova ricerca mostra che i materiali metallici a base di acciaio dominano le applicazioni ingegneristiche del mio Paese. Allo stesso tempo, i guasti dei materiali metallici (come corrosione, usura, fatica, ecc.) si verificano principalmente sulla superficie di lavoro delle parti e la superficie deve essere rinforzata. Per soddisfare le condizioni di servizio del pezzo in lavorazione, l'utilizzo di grandi pezzi di materiali compositi a base di acciaio rinforzato con particelle autogenerate in situ non solo comporta uno spreco di materiale ma è anche estremamente costoso. D’altro canto, quando si esaminano i biomateriali naturali dal punto di vista della bionica, la loro composizione è densa all’esterno e sparsa all’interno, e le loro proprietà sono dure all’esterno e tenaci all’interno. Inoltre, la tenacità e la densità scarsa cambiano in un gradiente dall'esterno verso l'interno. Le proprietà dei biomateriali naturali La speciale struttura gli conferisce prestazioni eccellenti.

In base alle speciali condizioni di servizio e ai requisiti prestazionali dei materiali tecnici, esiste un urgente bisogno di sviluppare nuovi materiali compositi a matrice metallica superficiale con combinazioni forti e resistenti e prestazioni in gradiente. Pertanto, l'utilizzo del rivestimento laser per preparare compositi a matrice metallica rinforzati con particelle autogenerati in situ funzionali al gradiente e legati metallurgicamente al substrato non è solo un'urgente necessità per la pratica ingegneristica, ma anche una tendenza inevitabile nello sviluppo della tecnologia di modifica della superficie laser . È stato segnalato che la tecnologia di rivestimento laser prepara compositi a matrice metallica autogena rinforzata con particelle in situ e materiali funzionalmente classificati, ma la maggior parte di essi rimane nella fase di analisi della struttura e delle prestazioni, controllo dei parametri di processo, dimensioni, spaziatura e rapporto volumetrico dei la fase di rinforzo non ha ancora raggiunto un livello controllabile. La funzione gradiente è formata attraverso un rivestimento multistrato e c'è inevitabilmente un problema di debole legame d'interfaccia tra gli strati. C’è ancora molta strada da fare prima della praticità. L’utilizzo della tecnologia di rivestimento laser per preparare materiali compositi superficiali a base metallica con dimensioni, quantità e distribuzione delle particelle controllabili, resistenza e tenacità opportunamente abbinate e l’integrazione di funzioni di gradiente e rinforzo di particelle autogenerate in situ rappresentano un’importante direzione di sviluppo in futuro. Il contenuto della ricerca prevede:

1. La tecnologia, i mezzi e i principi della composizione del materiale di rivestimento, della progettazione della struttura e delle prestazioni e la tecnologia di controllo per l'implementazione del processo.
2. Creazione di modelli termodinamici e cinetici per la precipitazione, la crescita e il rafforzamento della fase di rinforzo delle particelle di compositi a matrice metallica autogena rinforzata con particelle funzionalmente graduati preparati mediante rivestimento laser.
3. .Morfologia di fase rinforzata con particelle, struttura, funzione e progettazione bionica composita e tecnologia di controllo di dimensione, quantità e distribuzione.
4. Ricerca sui principi, sui fattori chiave e sui metodi di processo della composizione del rivestimento, della struttura e del controllo del gradiente di prestazione.
5. Osservazione, controllo analitico e caratterizzazione di macro e micro interfacce; analisi e rilevamento delle proprietà convenzionali di compositi a matrice metallica rinforzati con particelle in situ, funzionalmente classificati, nonché del comportamento di usura e dei meccanismi di cedimento in diverse condizioni di lavoro. Le scoperte in questi contenuti di ricerca potrebbero risolvere il problema della mancata corrispondenza nella compatibilità tra rivestimento e substrato e della predisposizione alle crepe, e promuovere l'espansione del campo di applicazione della tecnologia di rivestimento laser.