雷射上釉是一種材料表面改性工藝，又稱雷射釉化。利用功率密度很高(105~107瓦/ 平方厘米)的雷射束在很短時間內作用於材料表面，使材料表面迅速熔化，然後通過材料基體的激冷作用(冷卻速度105~109K/s)使表面熔化層形成一層微晶或非晶層，即釉化層。釉化層的厚度一般在0.5~100μm範圍內。
基本介紹
- 中文名：雷射上釉
- 外文名：Laser glazing
- 學科：材料工程
- 領域：工程技術
- 別稱：雷射釉化
定義,原理,特點,適用範圍,
定義
雷射釉化是一種材料表面改性工藝，又稱雷射上釉。利用功率密度很高(105~107瓦/ 平方厘米)的雷射束在很短時間內作用於材料表面，使材料表面迅速熔化，然後通過材料基體的激冷作用(冷卻速度105~109K/s)使表面熔化層形成一層微晶或非晶層，即釉化層。釉化層的厚度一般在0.5~100μm範圍內。
原理
採用聚集後功率密度在10-10W/cm範圍內的雷射束高速掃描材料表面生熔化薄層，同時在液固兩相間保持極高的溫度梯度，使冷卻速度高達10-10K/s快凝形成微晶、納米晶、過飽和固溶體、非平衡相合金、非晶等結構成分均質化的表面改性方法雷射上釉層具有優異的抗腐蝕性能，一般比原組織結構的基體提高10-100倍，同時還能消除表面微缺陷，提高抗疲勞性能其主要工藝參數是雷射束功率密度和掃描速度。控制這些參數就能實現烙深、凝固速度和溫度梯度的特殊匹配。工業用的脈衝雷射束和連續雷射束(CO2、CO)等氣體雷射器)均能用於雷射上釉。上釉工藝能達到的平均冷卻速度超過10K/s，而熔層厚度為1—10μm。
特點
該方法的特點是能高效率地在材料或形狀較複雜的零部件表面整體或選區獲得微晶直至非晶的具有特殊性能的均質化層，且工藝過程較為簡單和易於實現自動化。但某些合金掃描搭接區組織結構的異化問題尚需進一步解決。
適用範圍
該工藝特別適用於彌散強化、晶粒尺寸強化、非穩態置換型和非晶等合金的表面成分和結構均質化，在保持材料原有性能如耐磨、抗疲勞等基礎上大大提高耐蝕性。
雷射釉化現僅用於鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、高溫合金等金屬材料。雷射釉化後的材料表面，其組織成分較均勻，除出現微晶或非晶外，還可出現新的亞穩相，從而使材料表面具有優異的電磁、化學和機械性能，如高硬度、良好的塑性及耐蝕性和耐磨性等。雷射釉化主要用於材料表層防護和獲得材料表層特殊冶金組織。
