專利名稱：一種連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，具體地說是一種細化激光熔覆層微觀組織晶粒、抑制裂紋產(chǎn)生的方法，屬激光加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
激光熔覆是上世紀末隨著激光技術(shù)發(fā)展而興起的一種表面強化技術(shù)。它是在基材表面添加所需要的熔覆材料，利用高能密度激光束快速加熱，使熔覆材料和基底表層同時熔化，并通過基底的激冷作用來實現(xiàn)快速凝固，從而形成與基底呈現(xiàn)冶金結(jié)合、且稀釋率極低的表面涂層。因激光熔覆具有應(yīng)用靈活、耗能小、熱輸入量較低，引起的熱變形較小，不需要后續(xù)加工或加工量很小，減少公害等優(yōu)點，近十年來激光熔覆技術(shù)在材料表面改性方面受到高度的重視，在汽車制造工業(yè)、航空航天工業(yè)、石油、模具等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。激光熔覆技術(shù)擁有眾多優(yōu)勢的同時也存在亟待解決的缺陷。首先，由于激光熔覆過程中基材與熔覆層的結(jié)合界面存在較大的溫度梯度，垂直于結(jié)合面方向存在快速凝固行為，組織特征為外延生長的粗大樹枝晶，不利于熔覆層的機械性能；其次，基材與熔覆粉末之間有熱膨脹系數(shù)的差異，亦導致快速凝固的過程中產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，易引發(fā)熔覆層宏觀裂紋，在大面積熔覆過程中裂紋一旦產(chǎn)生，便會向后續(xù)搭接的熔覆層擴展，熔覆層表面的機械性能將大幅下降， 甚至會造成整個加工零件的報廢。因此，熔覆層的裂紋問題一直是制約該技術(shù)進一步走向工業(yè)化應(yīng)用的重要因素。經(jīng)對國內(nèi)外公開發(fā)表的相關(guān)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，目前在激光熔覆領(lǐng)域抑制和消除裂紋的主要方法有基體預熱和緩冷、向熔覆粉末中加入稀土元素、調(diào)整工藝參數(shù)等。上述方法中預熱和緩冷易受環(huán)境因素影響，添加稀土元素的方法同性較差，合適的工藝參數(shù)需通過大量的試驗來獲得，而且工藝參數(shù)與熔覆層內(nèi)的裂紋數(shù)目存在著復雜的關(guān)系，幾種工藝參數(shù)的變化都會對裂紋數(shù)量產(chǎn)生影響，有一定的局限性，不利于推廣使用。上海交通大學的鄧琦林、宋建麗等人在專利CN1737197A“激光熔覆成形金屬零件的裂紋控制方法”中提出了通過對激光熔覆成形熔池溫度的閉環(huán)控制和/或在成形過程中引入超聲振動，減少殘余熱應(yīng)力，抑制和消除裂紋。但該工藝提供的激振力較小，只能在一定程度上改善熔覆層質(zhì)量。 江蘇大學的周建忠、蔣素琴等人在專利CN101392382A “一種激光熔覆結(jié)合激光噴丸強化表面改性的方法和裝置”中提出了使用同軸送粉式快速軸流(X)2激光熔覆單元在基體表面熔覆一層涂層，然后用釹玻璃脈沖激光噴丸強化單元對熔覆層表面進行噴丸強化處理，利用測量反饋系統(tǒng)檢測熔覆層的表面粗糙度及其殘余應(yīng)力分布狀態(tài)，通過中央控制及處理系統(tǒng)實現(xiàn)對涂層表面粗糙度和殘余應(yīng)力的精確控制，從而獲得性能優(yōu)異的高質(zhì)量的表面熔覆涂層。該工藝在基材表面激光熔覆一層高性能材料，進而對熔覆層激光噴丸處理，若無法消除激光熔覆過程中熔覆層內(nèi)溫度梯度及熱應(yīng)力產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，抑制裂紋的萌生，則會導致熔覆層冷卻后產(chǎn)生表面裂紋，使后續(xù)的激光噴丸處理效果受到嚴重的影響，此工藝因此而產(chǎn)生局限性和制約性。振動應(yīng)用在金屬鑄件的歷史可以追溯到20世紀50、60年代，當時已有振動可能改變部分微觀結(jié)構(gòu)、改善力學性能、減少缺陷的觀點。這種觀點在對鑄造鋁合金和鋼的研究中得到了證實，凝固過程中的振動能量會破碎樹枝晶臂，使樹枝晶趨于均勻化。經(jīng)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)利用外加連續(xù)機械振動來細化晶粒和抑制或消除激光熔覆層裂紋的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是一種連續(xù)機械振動控制激光熔覆層裂紋的方法，利用機械振動，抑制和消除激光熔覆層成形裂紋，改善激光熔覆層顯微組織和性能，從而優(yōu)化其宏觀質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案是連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，使用側(cè)向同步送粉式二氧化碳激光熔覆設(shè)備，在基體表面制備激光熔覆層，在激光熔覆過程中，同時引入對基體表面熔池的機械振動，在連續(xù)機械振動的條件下，用普通激光熔覆技術(shù)在基體表面制備熔覆層。具體的操作步驟是首先，對待熔覆基體進行預處理，將基體表面拋光和用丙酮進行清洗后，使用夾具裝置將預處理后待熔覆的基體材料固定在振動臺的載物臺面上， 并將振動臺置于數(shù)控運動臺上；然后，啟動振動臺將機械振動傳遞給基體材料，并在連續(xù)機械振動的條件下，使用側(cè)向同步送粉式二氧化碳激光熔覆設(shè)備，按普通激光熔覆表面處理工藝，在基體表面制備激光熔覆層，用連續(xù)激光照射基體表面并通過數(shù)控運動臺的運動實現(xiàn)激光對基體表面的掃描，同時將在高壓氬氣保護下的合金粉末噴在連續(xù)激光前端，在熔覆基體表面形成合金粉末熔池，利用振動臺連續(xù)機械振動向熔池提供的激振力，將沿基體結(jié)合界面生長的初生樹枝晶網(wǎng)絡(luò)打碎，并分散到熔體的各個部位形成均勻分布的小晶核， 改善表面熔池液態(tài)金屬的流動性，在基體表面形成微觀結(jié)構(gòu)均勻、裂紋和殘余應(yīng)力少的激光熔覆層。所述機械振動的頻率為5(Tl60Hz、振幅為10(Γ200 μ m,振動參數(shù)根據(jù)實際需要在
給定范圍內(nèi)選擇，保證激光熔覆層的微觀組織和宏觀裂紋數(shù)達到預期目標即可。振動頻率和振幅的調(diào)整，可通過調(diào)節(jié)振動臺控制系統(tǒng)的輸出功率大小實現(xiàn)，所使用的振動臺是普通電磁振動臺(普通電磁振動裝置)。為實現(xiàn)本發(fā)明所使用的設(shè)備主要包括同步送粉式激光熔覆裝置、振動臺和振動控制系統(tǒng)。同步送粉式激光熔覆裝置可采用普通側(cè)向同步送粉式二氧化碳激光熔覆設(shè)備。振動臺可采用普通的機械振動臺(如普通電磁振動裝置)；也可采用由機體、裝于機體中的電磁振動裝置、裝于電磁振動裝置上端的振動載物臺面8、裝于振動載物臺面上的夾具裝置 7、以及振動控制電路組成的電磁振動機；其中，電磁振動裝置包括鐵芯、線圈和銜鐵，夾具機構(gòu)7為與振動載物臺面8螺紋配合的螺栓或固于其上的夾鉗機構(gòu)，振動控制電路為普通基于信號控制的供電電路(信號控制的電壓和電流輸出模塊)。振動控制系統(tǒng)包括顯示器 12、信號處理與控制裝置13、功率放大器11和振動感應(yīng)探頭9，顯示器12和信號處理與控制裝置13相連，信號處理與控制裝置13的輸出端與功率放大器11相連，功率放大器11輸出端與電磁振動臺控制信號輸入端14相連，功率放大器11上設(shè)有調(diào)節(jié)功率輸出的調(diào)節(jié)旋鈕10，振動感應(yīng)探頭9與信號處理與控制裝置13的輸入端相連。顯示器12顯示信號處理與控制裝置13設(shè)定的工作臺振動參數(shù)值，信號處理與控制裝置的信號經(jīng)放大器11處理后經(jīng)振動臺的控制信號輸入端14輸入給振動臺的信號控制供電電路驅(qū)動振動臺振動，振動感應(yīng)探頭9從振動載物臺面8采集振動頻率和振幅信號，經(jīng)信號處理與控制裝置13處理后反饋即時振動臺的振動頻率和振幅，從而達到調(diào)節(jié)和控制振動參數(shù)的目的，整個過程為閉環(huán)控制；功率放大器11為普通功率放大器，信號處理與控制裝置13為具有數(shù)據(jù)處理和控制信號輸出功能的數(shù)據(jù)處理裝置(如，單片機或計算機)，振動感應(yīng)探頭9為普通振動傳感器， 顯示器12可采用普通液晶顯示器。本發(fā)明通過電磁振動臺，將連續(xù)機械振動通過基體材料傳遞給熔池，對熔覆成形過程施加激振力，使沿基體結(jié)合界面正在長大的初生樹枝晶網(wǎng)絡(luò)被打碎，并分散到熔體的各個部位形成均勻分布的小晶核，有效地改善了表面熔池液態(tài)金屬的流動性，使液體更容易向樹枝狀結(jié)晶間的空隙補充，不僅有利于減少縮孔，而且阻礙了低熔點雜質(zhì)在遲結(jié)晶凝固部位集中的幾率，降低了枝晶間部位的開裂敏感性，部分消除了拉應(yīng)力產(chǎn)生的根源，抑制了熔覆層內(nèi)微裂紋萌生和發(fā)展的條件，從而大大減少和消除了熔覆層宏觀和微觀裂紋的產(chǎn)生，獲得晶粒細化、殘余應(yīng)力小、微觀結(jié)構(gòu)均勻的表面激光熔覆層。本發(fā)明通過對激光熔覆過程中引入連續(xù)機械振動，對熔覆的金屬零件中裂紋進行控制，通過定其他工藝參數(shù)，調(diào)節(jié)機械振動的振幅，可以獲得更均勻的微觀結(jié)構(gòu)，抑制和消除殘余應(yīng)力和裂紋源，控制激光熔覆層裂紋的產(chǎn)生。本發(fā)明方法適用于金屬零件的激光熔覆成形及修復、以及激光熔覆表面強化等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖2為本發(fā)明實施例所用裝置示意圖3為本發(fā)明無機械振動時在45鋼基上激光熔覆meOCuMoW合金層的宏觀形貌圖； 圖4為本發(fā)明無機械振動時在45鋼基上激光熔覆meOCuMoW合金層界面結(jié)合區(qū)的SEM 形貌圖5為本發(fā)明無機械振動時在45鋼基上激光熔覆Ni60CuMoW合金層底部的SEM形貌
圖6為本發(fā)明無機械振動時在45鋼基上激光熔覆Ni60CuMoW合金層中部的SEM形貌
圖7為本發(fā)明無機械振動時在45鋼基上激光熔覆Ni60CuMoW合金層頂部的SEM形貌
圖8為本發(fā)明實施例1連續(xù)機械振動下在45鋼基上激光熔覆Ni60CuMoW合金層的宏觀形貌圖；圖中，(a)為頻率150Hz、振幅100 μ m的狀況，(b)為頻率150Hz、振幅130μπι的狀況，(c)為頻率150Hz、振幅170 μ m的狀況。圖9為本發(fā)明實施例1頻率150Hz、振幅170 μ m機械振動下在45鋼基上激光熔覆 Ni60CuMoW合金層界面結(jié)合區(qū)的SEM形貌；
圖10為本發(fā)明實施例1頻率150Hz、振幅170 μ m機械振動下在45鋼基上激光熔覆 Ni60CuMoff合金層底部的SEM形貌；
圖11為本發(fā)明實施例1頻率150Hz、振幅170 μ m機械振動下在45鋼基上激光熔覆 Ni60CuMoff合金層中部的SEM形貌；
圖12為本發(fā)明實施例1頻率150Hz、振幅170 μ m機械振動下在45鋼基上激光熔覆 Ni60CuMoff合金層頂部的SEM形貌。
圖2中各標號依次為1-同步送粉噴嘴，2-合金粉末，3_0)2激光器激光頭，4-連續(xù)激光，5-激光熔覆層，6-熔覆基體，7-夾具裝置，8-振動臺臺面，9-振動感應(yīng)探頭，10-功率放大器調(diào)節(jié)旋鈕，11-功率放大器，12-振動臺參數(shù)顯示器，13-振動臺控制裝置，14-控制信號輸入端，15-電磁振動臺，16-數(shù)控運動臺，17-同步送粉器，18-氬氣保護裝置。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明的保護內(nèi)容不限于所述范圍。實施例1 通過本連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，在尺寸為 100mmX40mmX6mm的45鋼板材基體上，進行Ni60CuMoW自熔性合金的激光熔覆。所用熔覆材料為熔點10M°C、平均粒度80 μ m的Ni60CuMoW自熔性合金粉末(質(zhì)量百分比組分 Crl4 19%，Si3. 5 5. 0%, B3. 0 4. 5%, CO. 5 1. 0%, Fe < 8. 0%, Cu2 4%，Mo2 4%，W2 3%，余量 Ni)。參見圖1，本連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，是在機械振動的同時，使用側(cè)向同步送粉式二氧化碳激光熔覆設(shè)備，采用普通激光熔覆方法，在45鋼板基體表面制備meOCuMoW合金熔覆層。具體步驟是首先，預處理45鋼板基體6的表面，將其表面拋光后用丙酮清洗，使用夾具裝置7將預處理后的45鋼板基體6固定在電磁振動臺15的振動載物臺面8上，并將電磁振動臺15置于數(shù)控運動臺16上；然后，在激光熔覆開始前10秒啟動電磁振動臺15，調(diào)整其機械振動頻率為150Hz、振幅為100 μ m，將機械振動傳遞給基體6 ； 在連續(xù)機械振動的條件下，使用側(cè)向同步送粉式二氧化碳激光熔覆設(shè)備，按普通激光熔覆表面處理工藝，在基體表面制備激光熔覆層，由二氧化碳激光器激光頭3將連續(xù)激光4照射在熔覆基體6的表面，并通過數(shù)控操作臺16的移動實現(xiàn)熔覆的掃描過程；同時，由同步送粉器17在氬氣保護裝置18提供高壓氬氣保護的情況下、經(jīng)同步送粉噴嘴1將合金粉末2噴在連續(xù)激光4的前端，從而在熔覆基體表面形成合金熔池；利用振動臺機械振動向熔池提供的激振力，將沿基體結(jié)合界面生長的初生樹枝晶網(wǎng)絡(luò)打碎，并分散到熔體的各個部位形成均勻分布的小晶核，改善表面熔池液態(tài)金屬的流動性，在基體表面形成微觀結(jié)構(gòu)均勻、裂紋和殘余應(yīng)力少的激光熔覆層5。整個熔覆過程中，所用激光功率為4kW、掃描速度為600mm/ min、光斑形狀尺寸6mmX 5mm，采用單道送粉，送粉速率為8. 5g/min。在整個熔覆過程中， 振動臺保持連續(xù)振動。參見圖2，為配合本方法的實施，使用同步送粉式激光熔覆裝置、電磁振動臺和振動控制系統(tǒng)。側(cè)向同步送粉式激光熔覆裝置為普通6kW橫流側(cè)向同步送粉式二氧化碳激光熔覆設(shè)備，包括二氧化碳激光器激光頭3、數(shù)控運動臺16、同步送粉噴嘴1、同步送粉器17和氬氣保護裝置18。電磁振動臺15包括機體、裝于機體中的電磁振動裝置、裝于電磁振動裝置上端的振動載物臺面8、裝于振動載物臺面上的夾具裝置7、以及振動控制電路組成，電磁振動裝置包括鐵芯、線圈和銜鐵，夾具機構(gòu)7為與振動載物臺面8螺紋配合的螺栓機構(gòu)， 振動控制電路為普通基于信號控制的供電電路。振動控制系統(tǒng)包括顯示器12、信號處理與控制裝置13、功率放大器11和振動感應(yīng)探頭9，顯示器12和信號處理與控制裝置13相連， 信號處理與控制裝置13的輸出端與功率放大器11相連，功率放大器11與電磁振動臺控制信號輸入端相連，功率放大器11上設(shè)有調(diào)節(jié)功率輸出的調(diào)節(jié)旋鈕10，振動感應(yīng)探頭9與信號處理與控制裝置13的輸入端相連；顯示器12顯示信號處理與控制裝置13設(shè)定的工作臺振動參數(shù)值，信號處理與控制裝置的信號經(jīng)放大器11處理后經(jīng)振動臺的控制信號輸入端14輸入給振動臺的信號控制供電電路驅(qū)動振動臺振動，振動感應(yīng)探頭9從振動載物臺面 8采集振動頻率和振幅信號，經(jīng)信號處理與控制裝置13處理后反饋即時振動臺的振動頻率和振幅，從而達到調(diào)節(jié)和控制振動參數(shù)的目的，整個過程為閉環(huán)控制；功率放大器11為普通功率放大器，振動控制裝置13為單片機8051，振動感應(yīng)探頭9為普通振動傳感器，顯示器 12為普通液晶顯示器。對經(jīng)上述過程所得的鎳基合金熔覆層，沿垂直于激光熔覆掃描方向取樣，宏觀形貌圖如圖8中(a)所示；該樣經(jīng)鑲嵌、研磨和拋光，用王水腐蝕劑腐蝕后得到金相試樣，使用掃描電子顯微鏡掃描的微觀組織如圖9、10、11、12所示。實施例2 本連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，熔覆的材料、采用的工藝過程和使用的設(shè)備均與實施例1相同。所用機械振動的頻率為150Hz、振幅為130μπι。所獲得熔覆層宏觀形貌圖如圖8中(b)所示。實施例3 本連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，熔覆的材料、采用的工藝過程和使用的設(shè)備均與實施例1相同。所用機械振動的頻率為150Hz、振幅為170μπι。所獲得熔覆層宏觀形貌圖如圖8中(c)所示。實施例4 本連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，熔覆的材料、采用的工藝過程和使用的設(shè)備均與實施例1相同。所用機械振動的頻率為50Hz、振幅為200 μ m。實施例5 本連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，熔覆的材料、采用的工藝過程和使用的設(shè)備均與實施例1相同。所用機械振動的頻率為160Hz、振幅為100 μ m。本發(fā)明中，振動參數(shù)可能需要根據(jù)不同的對象進行調(diào)整確定。具體方法是在正式確定激光熔覆之前，先用與實際對象相同的基體材料和合金粉、與實際操作相同的工藝方法，進行實驗得到熔覆層，采用XTL-330型連續(xù)變倍體視顯微鏡下觀察該實驗熔覆層表面的裂紋數(shù)，若不符合要求，則通過振動控制反饋系統(tǒng)調(diào)整振動參數(shù)進行二次試驗，直到符合要求，然后采用XL30ESEM-TMP型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察涂層截面的顯微組織，是否存在微裂紋，達到要求后，確定最終振動參數(shù)。需要調(diào)整振動臺參數(shù)時，通過振動控制系統(tǒng)的振動控制裝置13，設(shè)定振動臺工藝參數(shù)，經(jīng)功率放大器11處理后，通過控制信號輸入端14 輸入信號，控制電磁振動臺15中電磁振動裝置的工作電壓和頻率，即可改變電磁振動臺的振動參數(shù)。通過對比本方法和未采用機械振動措施的熔覆層顯微組織，可以看出兩者的明顯差異。圖3 7是未加機械振動的鎳基合金熔覆層的宏觀形貌圖和從基材至熔覆層表面的截面顯微組織分布圖，圖纊12是加連續(xù)機械振動的鎳基合金熔覆層的宏觀形貌圖和從基材至熔覆層表面的截面顯微組織分布圖。光學顯微鏡下觀察60mm范圍內(nèi)激光熔覆層表面裂紋條數(shù)情況是無機械振動時裂紋為15條(圖3)，有機械振動且振幅為100 μ m時裂紋為13 條(圖8a)，有機械振動且振幅為130 μ m時裂紋為5條(圖8b)，有機械振動且振幅為170 μ m 時裂紋條數(shù)僅為1條(圖8c)。此外，圖4反應(yīng)了無機械振動時熔覆層結(jié)合界面中A區(qū)域及 B處的枝晶組織，圖5反應(yīng)了無機械振動時涂層底部C處的菊花狀組織，圖6反應(yīng)了無機械振動時涂層中部中D處的棒狀組織，圖7反應(yīng)了無機械振動時涂層上部再一次出現(xiàn)菊花狀及枝晶組織，說明了涂層各區(qū)域的不均勻性和多樣性；可以看出，隨著距結(jié)合界面距離的增加，熔覆區(qū)的組織形貌變化明顯，結(jié)合界面處由外延生長的粗大樹枝晶組成，熔覆層各區(qū)域表現(xiàn)出不均勻性和多樣性。而通過對有機械振動時的同樣部位其顯微組織的觀察(圖9 12)，可以發(fā)現(xiàn)，熔覆層顯微組織發(fā)生了明顯變化，具體體現(xiàn)在結(jié)合界面處枝晶消失，大部分為胞狀樹枝晶，菊花狀組織及棒狀組織大量減少，組織分布更加均勻，方向趨于一致，且無微裂紋。 通過以上的對比分析，可得出對比未加機械振動的熔覆層，通過熔覆過程中施加連續(xù)機械振動，在一定的振幅范圍內(nèi)，顯微組織細化，呈均勻分布，熔覆層表面精度得到了提高，熔覆層裂紋幾乎全部消失?？梢?，本發(fā)明實現(xiàn)了對激光熔覆層晶粒細化，消除表面裂紋的作用，這將對激光熔覆技術(shù)在實際生產(chǎn)中，獲得高精度高質(zhì)量的熔覆層方面起到重要的意義。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，使用側(cè)向同步送粉式二氧化碳激光熔覆設(shè)備，在基體表面制備激光熔覆層，其特征在于在激光熔覆過程中，同時引入對基體表面熔池的連續(xù)機械振動，在機械振動的條件下，用激光熔覆技術(shù)在基體表面制備熔覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，其特征在于具體的操作步驟是首先，對待熔覆基體進行預處理，將基體表面拋光和用丙酮進行清洗后， 使用夾具裝置將預處理后待熔覆的基體材料固定在振動臺的載物臺面上，并將振動臺置于數(shù)控運動臺上；然后，啟動振動臺將機械振動傳遞給基體材料，并在連續(xù)機械振動的條件下，使用側(cè)向同步送粉式二氧化碳激光熔覆設(shè)備，按普通激光熔覆表面處理工藝，在基體表面制備激光熔覆層，用連續(xù)激光照射基體表面并通過數(shù)控運動臺的運動實現(xiàn)激光對基體表面的掃描，同時將高壓氬氣保護下的合金粉末噴在連續(xù)激光前端，在熔覆基體表面形成合金粉末熔池，利用振動臺機械振動向熔池提供的激振力，將沿基體結(jié)合界面生長的初生樹枝晶網(wǎng)絡(luò)打碎，并分散到熔體的各個部位形成均勻分布的小晶核，改善表面熔池液態(tài)金屬的流動性，在基體表面形成微觀結(jié)構(gòu)均勻、裂紋和殘余應(yīng)力少的激光熔覆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，其特征在于 所述機械振動的頻率為5(Tl60Hz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，其特征在于 所述機械振動的振幅為10(Γ200μπι。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)機械振動抑制激光熔覆層裂紋的方法，屬激光加工技術(shù)領(lǐng)域。將待熔覆試樣以夾具裝置固定于電磁振動臺的臺面，采用側(cè)向同步送粉法，在激光熔覆過程中輔助低頻高振幅連續(xù)振動，使金屬液在熔池凝固過程中受到機械振動提供的激振力，得到高質(zhì)量的熔覆層。本發(fā)明的方法能有效打碎沿基體材料優(yōu)先析出的樹枝晶，使晶粒細化，并利于釋放因快速凝固產(chǎn)生的溫度梯度及熱應(yīng)力而形成熔覆層內(nèi)的殘余應(yīng)力，有助于減少熔覆層凝固后表面的宏觀裂紋及顯微裂紋，提高熔覆層機械性能。適用于金屬零件的激光熔覆表面強化、成形、以及中型部件表面修復等相關(guān)領(lǐng)域，改善熔覆層質(zhì)量，提高其使用壽命。
文檔編號C23C24/10GK102373469SQ20111033715
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者劉洪喜, 周榮, 張曉偉, 王傳琦, 蔣業(yè)華 申請人:昆明理工大學