鎂合金鑄造缺陷的激光修復

鎂合金鑄件常存在氣孔、夾雜等缺陷，而這些缺陷通常是零件加工到要求的尺寸后才被發(fā)現(xiàn)，因此導致鎂合金鑄件成品率很低。在鎂合金缺陷的修復過程中，面臨以下幾方面的問題：

（1） 粗晶問題：鎂的熔點低（651℃），但因為鎂導熱快，所以必須采用較大功率的熱源，這使得鎂合金易產(chǎn)生過熱和晶粒長大。

（2） 氧化和蒸發(fā)：鎂的活潑性極高，在高溫下易被氧化形成氧化鎂，其熔點高（2500℃），密度大（3.2g/cm3），在熔池中易形成細小片狀的固態(tài)夾渣。而且，鎂合金在沒有隔絕氧的情況下，還容易燃燒。在高溫下鎂還容易和空氣中的氮化合生成鎂的氮化物，使熔區(qū)性能在冷卻后變壞。鎂的沸點不高（1100℃），高溫下，鎂很容易蒸發(fā)。所以鎂合金在熔化時需要嚴格加以保護。

（3） 熱應力：鎂及其合金熱膨脹系數(shù)較大，約為鋼的2倍，鋁的1. 2倍，所以，易引起較大的熱應力，加劇裂紋的產(chǎn)生和引起工件變形。

（4） 裂紋：鎂容易與一些合金元素（如Cu、Al、Ni等）形成低熔點共晶，所以脆性溫度區(qū)間較寬，易形成熱裂紋。

（5） 氣孔：容易產(chǎn)生氫氣孔，氫在鎂中的溶解度隨溫度的降低而急劇減少，當氫的來源較多時，出現(xiàn)氣孔的傾向是較大的。#p#分頁標題#e#

（6） 熱源的控制：采用的熱源必須有足夠的能率，否則在加熱時，熱量會迅速向基體傳導，輕則熔化層過深，重則整個基體熔化。

這使得鎂合金的修復較之普通材料實現(xiàn)起來更為困難。

本公司采用波長為1.06μm的YAG激光，在專用氣簾的保護下，有效避免了激光加工過程中，鎂合金的氧化，成功實現(xiàn)了鎂合金的激光修復。下圖分別為單道和多道激光修復的形貌照片。從橫斷面分析來看，與修復層無氣孔和裂紋、與基材呈良好的冶金結合，且對基材的熱影響極小。

應用領域：鎂合金鑄件缺陷的修復，如筆記本外殼、鎂合金儀表盤、鎂合金汽車零部件等。

銅合金的激光熔覆

銅具有很好的傳導性以及較好的機械性能，因而銅合金是工業(yè)中不可缺少的金屬材料，在電力電器、機械制造、航空航天等行業(yè)得到了廣泛的應用。近幾年來，銅價的大幅度攀升進一步提高了銅合金零部件的成本，隨著科學技術日新月異的發(fā)展，迫切需要改進銅合金材料的性能，要求在保證高導熱性能或者高導電性的條件下，提高其硬度、耐磨性和抗電弧燒蝕性等。因此表面改性是延長銅合金零部件使用壽命、降低其使用成本的有效途徑。

目前，已有多種表面強化方法（電鍍、化學鍍、陶瓷強化、復合強化等），但是其又存在著各自的優(yōu)點、缺點，如：鍍層較厚、容易脫落、對環(huán)境有污染等，所以表面強化的技術需要進一步的改善和提高。激光表面技術為克服這些技術的難點提供了新的能量源和解決思路。

但是銅合金表面激光熔覆技術仍然存在著自身的問題：

1）銅合金的導熱性能良好、比熱容小、浸濕性能差、表面有堅硬的氧化膜，對光斑的反射率較大，這就使得激光產(chǎn)生的熱量在其表面不易停留，直接熔覆功能涂層難以實現(xiàn)；

2）銅合金基體與涂層的材料體系之間的性能差別很大，使用過程中的界面失效問題要得到一定的重視，在中間要有相應的過渡層連接；

3）涂層內韌性不足，熱裂和應力等缺陷存在于涂層內部。

本公司采用了脈沖YAG激光成功地實現(xiàn)了銅合金表面改性，為提高銅合金的耐磨性提供了有效途徑。