科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

激光熔覆技术是随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，它是将合金粉末以不同的填料方式置于被熔覆基体表面，利用激光作为热源将合金粉末迅速熔化，在基体表面形成具有优良性能的涂层，从而达到对工件表面进行强化的目的。

激光熔覆是一个复杂的物理、化学和冶金过程，是一种对裂纹很敏感的表面改性工艺，激光束的快速加热，使得熔覆层完全熔化，热量来不及传递开来，使得基材温度远低于熔覆层的温度，这就在熔覆层和基材材料间产生很大的温度梯度，在随后的快速凝固过程中，不可能有足够多的液体来补充，形成的温度梯度差以及熔覆材料与基体材料的热膨胀系数差异造成熔覆层与基材体积收缩不一致，而且一般而言，熔覆层的收缩率大于基材材料，熔覆层受到周围环境(冷态的基材)的约束，因此在熔覆层中形成残余拉应力，应力的大小与基体材料的硬度高低有关。另外，固态金属在冷却过程中还会由于相组织转变而引起组织应力。上述应力的叠加，当超过材料的强度极限时，就会在工件的气孔、夹渣等薄弱部位发生开裂。

需解决的主要技术难题

寻找专家团队，共同攻克开裂问题。

1、激光熔覆过程中产生的残余应力是熔覆层裂纹形成的根源，所以，减小或消除熔覆过程中的残余应力是抑制激光熔覆层裂纹的最主要方法。

2、如何从调控熔覆层应力场出发，开发激光熔池微区域内高效可靠的应力均匀化技术是解决激光熔覆裂纹问题的关键所在和有效途径。

期望实现的主要技术目标

1、促进熔覆层应力场均匀化，细化晶粒组织，从根源上抑制裂纹的产生；

2、直接作用于熔池，在促进对温度和应力分布均匀化方面强于远离熔池的工件整体振动作用；

3、熔覆层表面形貌良好，无裂纹。

需求解析

解析单位：浙江省宁波市 解析时间：2023-09-21

干宁

宁波大学

教授

综合评价

该研发具有测距功能的激光熔覆头，通过在激光熔覆头上设置升降机构、同时在所述激光熔覆头的侧壁设置若干测距单元，通过测距单元对激光熔覆头与打印平台之间的距离进行实时测量，可以精确控制激光熔覆头与打印平台之间的距离，并根据数据处理单元反馈的数据信息，通过控制中心实时控制升降机构的升降，进而控制激光熔覆头的升降，从而实现精确控制激光熔覆头与打印平台之间的距离的目的。采用本实用新型所述具有测距功能的激光熔覆头进行3D打印增材制造时，具有打印精度高、打印效果好的优点。

查看更多>

处理进度