المواد التي تتطلب معالجة حرارية مسبقة-قبل التكسية بالليزر

الكسوة بالليزر عبارة عن تقنية متقدمة لتعديل السطح تعمل على تشكيل-طبقة ربط معدنية عالية الأداء على سطح الركيزة عن طريق صهر مواد الكسوة وسطح الركيزة باستخدام شعاع ليزر عالي الطاقة-. ومع ذلك، بالنسبة لبعض المواد، مباشرة الكسوة بالليزرغالبًا ما يؤدي عدم المعالجة الحرارية -المسبقة إلى عيوب خطيرة مثل الشقوق أو المسام أو ضعف قوة الترابط في طبقة الكسوة. تعمل المعالجة الحرارية المسبقة- بشكل أساسي على تقليل التدرج الحراري بين منطقة الكسوة والركيزة، وتخفيف الضغط الحراري المتولد أثناء عملية التسخين والتبريد السريعة، وتحسين البنية الدقيقة والخواص الميكانيكية للركيزة، وبالتالي وضع أساس متين للكسوة-عالية الجودة. يرتبط اختيار المواد التي تحتاج إلى معالجة حرارية مسبقة-بشكل وثيق بتركيبها الكيميائي، ومحتوى الكربون، والتوصيل الحراري.

يعتبر الفولاذ عالي-الكربون والسبائك-الفولاذية هي المواد الأساسية التي تتطلب المعالجة الحرارية المسبقة- قبلالكسوة بالليزر. الفولاذ الذي يحتوي على نسبة كربون أعلى من 0.4%، مثل الفولاذ 45#، وفولاذ الأدوات T10، وسبائك الفولاذ الإنشائية المختلفة التي تحتوي على الكروم، أو الموليبدينوم، أو الفاناديوم، لديه موصلية حرارية ضعيفة وصلابة عالية. أثناء الكسوة المباشرة بالليزر، سيؤدي الارتفاع والانخفاض السريع في درجة الحرارة إلى إجهاد حراري كبير في الركيزة، مما يؤدي بسهولة إلى حدوث تشققات في كل من طبقة الكسوة والمنطقة المتأثرة بالحرارة-. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب مكاوي الزهر، وخاصة حديد الزهر عالي-الكروم وحديد الزهر العقدي، تسخينًا مسبقًا-. تحتوي مكاوي الزهر على أطوار جرافيت بتوزيع غير متساوٍ، ويمكن أن يتسبب تشعيع الليزر ذو درجة الحرارة المرتفعة بسهولة في أكسدة الجرافيت وتوسيع الحجم، مما يؤدي إلى تركيز الإجهاد الداخلي؛ يمكن أن تؤدي المعالجة الحرارية المسبقة- إلى تجانس مجال درجة الحرارة وتقليل هذه المخاطر. تحتاج أيضًا بعض المعادن المقاومة للحرارة وسبائكها، مثل سبائك التيتانيوم والسبائك الفائقة القائمة على النيكل- والمستخدمة في مجالات الطيران، إلى معالجة حرارية مسبقة مناسبة- نظرًا لحساسيتها العالية للصدمات الحرارية.

بالنسبة للمواد المذكورة أعلاه،-المعالجة الحرارية المسبقة ليست عملية اختيارية ولكنها ضمانة حاسمة لنجاحالكسوة بالليزر. لا يمكن للتسخين المسبق -المناسب أن يمنع بشكل فعال توليد الشقوق والعيوب الأخرى فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين قابلية بلل مسحوق الكسوة على سطح الركيزة، مما يعزز تكوين واجهة ربط معدنية كثيفة. علاوة على ذلك، يمكن للمعالجة الحرارية المسبقة- تحسين البنية المجهرية للركيزة، وتقليل الفرق في الصلابة بين طبقة الكسوة والركيزة، وتعزيز مقاومة التآكل الشاملة، ومقاومة التآكل، ومقاومة التعب للجزء المكسو. تجدر الإشارة إلى أنه يجب التحكم بدقة في درجة حرارة ما قبل التسخين ووقت الاحتفاظ- وفقًا لنوع المادة المحددة وحجم الجزء؛ قد يؤدي التسخين المسبق المفرط- إلى نمو حبيبات الركيزة، في حين أن التسخين المسبق غير الكافي-لا يمكن أن يحقق التأثير المطلوب لتخفيف الضغط