技術(shù)文章
激光冷噴涂過程
閱讀:503 發(fā)布時間:2021-9-14
研究人員對激光冷噴涂過程(Laser assisted Cold Spray,縮寫為LCS)進行不斷的研發(fā),拓寬了能以氮氣進行沉積的材料范圍,減小了對氣體加熱的需要,大大降低了加工成本,擴大了冷噴涂加工應(yīng)用領(lǐng)域。
此前,人們已經(jīng)意識到,粒子溫度的提高會導(dǎo)致粒子的軟化,從而提高沉積效率,降低沉積臨界速度。沉積溫度的提高也有助于克服在冷噴涂中接合力度不夠的問題。接合力度不夠的問題是由于接合過程時間太短而造成的。然而,氣體溫度的提高使得噴嘴在噴射低熔點的金屬(如鋁)時,有可能產(chǎn)生污垢。這樣就需要找到除了噴嘴加熱方式外的另一種粉末加熱方法。
在LCS過程中,激光對沉積處進行加熱,加熱至微粒熔點的30%-80%。這就大大降低了微粒的強度,使微粒得以變形,并且在材料上形成涂層。這里,微粒作用到基底上的速度僅為CS情況下的一半(<500 m/s)。降低對高速度的要求使得技術(shù)人員可以采用冷的氮氣作為加工氣體,這樣就降低了成本,從使用氦氣的23美元/分鐘降到使用氮氣的0.23美元/分鐘。同時,能耗也隨之降低,因為不再需要氣體加熱器。資本和運行成本的降低意味著LCS在許多CS略顯昂貴的應(yīng)用領(lǐng)域更為有利,它使得冷噴涂的優(yōu)勢被用于更廣的范圍中。