如何选用激光熔覆材料？
如何选用激光熔覆材料？
激光熔覆是一种复杂的物理、化学冶金过程，对裂纹非常敏感。从20世纪70年代发展至今，选择合适的熔覆材料仍然是影响熔覆成品质量的关键因素。本文将详细介绍激光熔覆材料的选择要点和具体应用。
激光熔覆材料选择注意事项
激光熔覆材料在激光的高温作用下全部或部分熔化，形成激光熔池，凝固后立即形成熔覆层。为了提高熔覆层的质量以及激光熔覆的工艺性，熔覆材料需要满足以下几个方面的要求：
良好的使用性能
所选的材料必须能满足零部件表面工况要求，如具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、导电等使用性能。
良好的化学稳定性和热稳定性
熔覆材料与基体的热膨胀系数相差过大时，激光熔覆过程中的快速加热和冷却会导致收缩不均匀，形成很大的热应力，使涂层从基体上剥离或开裂。
相近的热膨胀系数
熔覆材料与基体的热膨胀系数相差过大时，激光熔覆过程中的快速加热和冷却会导致收缩不均匀，形成很大的热应力，使涂层从基体上剥离或开裂。
有较好的润湿性
熔覆材料在熔融或半熔融状态下应和基体有较好的润湿性，以保证涂层与基体有良好的结合性能。
有较好的流动性
涂层材料是粉末时，其形状、粒度分布、表面状态应符合要求，且要有好的流动性，这样才能获得好的均匀涂层；当涂层材料是棒材或丝材时，应有较好的成型性能，且具有一定的强度、粒径值也应均匀准确、表面清洁无污染。
常用激光熔覆材料
激光熔覆采用的金属粉末主要有：工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。在激光熔覆材料中研究最多、应用最广的是镍基自熔性合金粉末，它具有润湿性、耐磨性以及高温自润滑的性能。它可根据耐磨性的要求选择不同化学成分和牌号的镍基粉末。激光熔覆的制备镍基熔覆层广泛应用于模具、铸铁、镍合金、钢、不锈钢零件以及曲轴、轧辊、轴套、轴承座、偏心轮等零件。
一般情况下，镍基合金都具有良好的抗拉伸、抗疲劳和抗热疲劳性能。目前，主要有Inconel 738、Hastelloy X、Inconel 625、Inconel 713、Inconel 718等。
- Inconel 738具有良好的高温蠕变断裂强度，抗热腐蚀性是较低铬含量的超合金，可长期暴露于高达920-980℃的高温腐蚀性的环境中，适用于飞机发动机、燃气轮机。
- Hastelloy X在高温下具有高强度和抗氧化性，在高达1200℃的环境中，也具有良好的延展性，目前，主要应用于航空航天技术中，例如燃气轮机部件和燃烧区组件如过渡管、燃烧器罐、喷杆、排气管、加力燃烧室等；而且还因为具有耐应力腐蚀开裂的性能，应用于工业炉、石油化工及化学过程工业中。
- Inconel 625在高温约815℃的条件下依然具有良好的负载性能，而且耐腐蚀性强，广泛应用于航空航天、化工及电力工业中。
- Inconel 713具有优异的抗热疲劳性能，以及在927℃的特殊断裂强度，适用于喷气发动机燃气轮机叶片。
- Inconel 718是基于铁镍硬化的超合金，具有良好的耐腐蚀性及耐热、拉伸、疲劳、蠕变性，适用于各种高端应用，例如，飞机涡轮发动机和陆基涡轮机等。
通过选择与基体材料相匹配的熔覆材料，最大限度地发挥材料的潜力，不仅可以提高工件的使用性能、缩短产品的制造周期，同时还能获得显著的经济效益。