Lasercladden is een nieuw type coatingtechnologie. Het is een hightech technologie waarbij licht, mechanica, elektriciteit, materialen, detectie en controle betrokken zijn. Het is een belangrijke ondersteunende technologie voor geavanceerde laserproductietechnologie en kan problemen oplossen die traditionele productiemethoden niet kunnen oplossen. Het is een hightechtechnologie die door de staat wordt ondersteund en gepromoot. Momenteel is lasercladtechnologie een van de belangrijkste middelen geworden voor de bereiding van nieuwe materialen, snelle en directe productie van metalen onderdelen en groene herfabricage van defecte metalen onderdelen. Het wordt veel gebruikt in de luchtvaart, aardolie, auto's, machinebouw, scheepsbouw en matrijzenbouw. en andere industrieën. Om de industrialisatie van lasercladtechnologie te bevorderen, hebben onderzoekers van over de hele wereld systematisch onderzoek gedaan naar de sleuteltechnologieën die betrokken zijn bij lasercladden en hebben ze aanzienlijke vooruitgang geboekt. Er is een groot aantal onderzoeken, conferentiepapers en patenten in binnen- en buitenland waarin lasercladtechnologie en de nieuwe toepassingen ervan worden geïntroduceerd: inclusief lasercladapparatuur, materialen, processen, monitoring en controle, kwaliteitsinspectie, processimulatie en -simulatie, enz. Maar tot nu toe kan lasercladtechnologie niet op grote schaal industrieel worden toegepast. Als we de redenen analyseren, zijn er factoren zoals overheidsgeoriënteerde factoren, beperkingen aan de volwassenheid van lasercladtechnologie zelf, en de mate van erkenning van lasercladtechnologie door alle sectoren van de samenleving. Om een ​​alomvattende industriële toepassing van lasercladtechnologie te bereiken, moeten we daarom de publiciteit vergroten, ons laten leiden door de marktvraag, ons concentreren op het doorbreken van de belangrijkste factoren die de ontwikkeling beperken, en de sleuteltechnologieën oplossen die betrokken zijn bij technische toepassingen. Ik geloof dat in de nabije toekomst de toepassingsgebieden en intensiteit van lasercladtechnologie zullen blijven groeien.

Hier zijn enkele toepassingsvoorbeelden van lasercladding: de gefocusseerde vermogensdichtheid van de laserstraal kan 1010~12W/cm2 bereiken, en de afkoelsnelheid van het materiaal kan oplopen tot 1012K/s. Dit veelomvattende kenmerk biedt niet alleen kansen voor de groei van nieuwe disciplines in de materiaalkunde. Het biedt een sterke basis en een ongekend hulpmiddel voor de realisatie van nieuwe materialen of nieuwe functionele oppervlakken. De smelt die door lasercladding wordt gecreëerd, is ver verwijderd van de evenwichtstoestand van snelle afkoelingsomstandigheden onder hoge temperatuurgradiënten, wat resulteert in de vorming van een groot aantal oververzadigde vaste oplossingen, metastabiele fasen en zelfs nieuwe fasen in de stollingsstructuur. door een groot aantal onderzoeken bevestigd. Het biedt nieuwe thermodynamische en kinetische omstandigheden voor het vervaardigen van functioneel gegradeerde in-situ autogene, met deeltjes versterkte composietlagen. Tegelijkertijd is de voorbereiding van nieuwe materialen door middel van lasercladtechnologie een belangrijke basis voor het repareren en opnieuw vervaardigen van defecte onderdelen onder extreme omstandigheden en de directe productie van metalen onderdelen. Het heeft veel aandacht en veelzijdig onderzoek gekregen van de wetenschappelijke gemeenschap en bedrijven over de hele wereld. Momenteel kan lasercladdingtechnologie worden gebruikt voor het bereiden van op ijzer gebaseerde, op nikkel gebaseerde, op kobalt gebaseerde, op aluminium gebaseerde, op titanium gebaseerde, op magnesium gebaseerde en andere metaalmatrixcomposietmaterialen. Functioneel geclassificeerd: coatings met enkele of meerdere functies kunnen worden voorbereid, zoals slijtvastheid, corrosiebestendigheid, hoge temperatuurbestendigheid, enz., evenals speciale functionele coatings. Vanuit het perspectief van het materiaalsysteem waaruit de coating bestaat, heeft deze zich ontwikkeld van een binair legeringssysteem naar een meercomponentensysteem. Het ontwerp van de legeringssamenstelling en de multifunctionaliteit van meercomponentensystemen zijn belangrijke ontwikkelingsrichtingen voor de voorbereiding van nieuwe materialen door middel van lasercladding in de toekomst. Nieuw onderzoek toont aan dat op staal gebaseerde metalen materialen de technische toepassingen van mijn land domineren. Tegelijkertijd komen metaalmateriaalfouten (zoals corrosie, slijtage, vermoeidheid, enz.) meestal voor op het werkoppervlak van onderdelen en moet het oppervlak worden versterkt. Om aan de gebruiksomstandigheden van het werkstuk te voldoen, leidt het gebruik van grote stukken in-situ zelf gegenereerde, met deeltjes versterkte composietmaterialen op staalbasis niet alleen tot materiaalverspilling, maar is het ook extreem kostbaar. Aan de andere kant, bij het onderzoeken van natuurlijke biomaterialen vanuit het perspectief van bionica, is hun samenstelling aan de buitenkant compact en aan de binnenkant schaars, en zijn hun eigenschappen hard aan de buitenkant en taai aan de binnenkant. Bovendien verandert de dichtheidsarme, harde taaiheid in een gradiënt van buiten naar binnen. De eigenschappen van natuurlijke biomaterialen De speciale structuur zorgt ervoor dat het uitstekende prestaties levert.

Volgens de speciale gebruiksomstandigheden en prestatie-eisen van technische materialen is er een dringende behoefte aan de ontwikkeling van nieuwe metaalmatrixcomposietmaterialen aan het oppervlak met sterke en taaie combinaties en gradiëntprestaties. Daarom is het gebruik van lasercladding om gradiëntfunctionele in-situ zelf gegenereerde, met deeltjes versterkte metaalmatrixcomposieten te bereiden die metallurgisch aan het substraat zijn gebonden, niet alleen een dringende behoefte aan de technische praktijk, maar ook een onvermijdelijke trend in de ontwikkeling van laseroppervlaktemodificatietechnologie. . Er is gerapporteerd dat lasercladdingtechnologie in-situ autogene deeltjesversterkte metaalmatrixcomposieten en functioneel gesorteerde materialen kan bereiden, maar de meeste daarvan bevinden zich nog in het stadium van structuur- en prestatieanalyse, controle van procesparameters, grootte, afstand en volumeverhouding van de versterkingsfase Het heeft nog geen beheersbaar niveau bereikt. De gradiëntfunctie wordt gevormd door meerlaagse coating, en er is onvermijdelijk een probleem van zwakke grensvlakbinding tussen lagen. Er is nog een lange weg te gaan voordat het praktisch haalbaar is. Het gebruik van lasercladdingtechnologie om composietmaterialen op metaalbasis te bereiden met regelbare deeltjesgrootte, hoeveelheid en verdeling, op de juiste manier afgestemde sterkte en taaiheid, en het integreren van gradiëntfuncties en in-situ zelf gegenereerde deeltjesversterking is een belangrijke ontwikkelingsrichting in de toekomst. De onderzoeksinhoud omvat:

1. De technologie, middelen en principes van de samenstelling van bekledingsmateriaal, structuur en prestatieontwerp en de besturingstechnologie voor procesimplementatie.
2. Oprichting van thermodynamische en kinetische modellen voor de precipitatie, groei en versterking van de deeltjesversterkingsfase van functioneel gegradeerde autogene, met deeltjes versterkte metaalmatrixcomposieten bereid door lasercladding.
3. Met deeltjes versterkte fasemorfologie, structuur, functie en samengesteld bionisch ontwerp en besturingstechnologie van grootte, hoeveelheid en distributie.
4. Onderzoek naar de principes, sleutelfactoren en procesmethoden van coatingsamenstelling, structuur en prestatiegradiëntcontrole.
5. Observatie, analytische controle en karakterisering van macro- en micro-interfaces; analyse en detectie van conventionele eigenschappen van functioneel gegradeerde in-situ deeltjesversterkte metaalmatrixcomposieten, evenals slijtagegedrag en faalmechanismen onder verschillende werkomstandigheden. Doorbraken in deze onderzoeksinhoud kunnen het probleem van de discrepantie tussen coating en substraat en de kans op scheuren oplossen, en de uitbreiding van het toepassingsgebied van lasercladtechnologie bevorderen.