تؤثر خصائص مواد الطلاء الواقية بشكل مباشر على مظهر الخدمة النهائي، لذا فإن البحث والتطوير لمواد الطلاء ذات المقاومة الممتازة للتآكل والتآكل يعد أحد النقاط الساخنة في أبحاث تكنولوجيا الكسوة بالليزر فائقة السرعة. ومع ذلك، نظرًا للبداية المتأخرة لتقنية الكسوة بالليزر عالية السرعة، فإن مسحوق المواد الخام الحالي المستخدم للكسوة بالليزر يستخدم عادةً نظام مسحوق الرش الحراري، ولم يتم تشكيل نظام خاص لمواد مسحوق الكسوة. حتى الآن، تركز الأبحاث حول طلاء الكسوة بالليزر عالي السرعة في الداخل والخارج بشكل أساسي على أنظمة المواد التقليدية ذاتية التدفق مثل السبائك القائمة على الحديد والكوبالت والنيكل، بما في ذلك مراقبة جودة الطلاء والتحكم في البنية المجهرية وتقييم مقاومة التآكل والتآكل. بالإضافة إلى ذلك، استنادًا إلى مزايا تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة، طور بعض العلماء أنظمة طلاء جديدة مثل السبائك غير المتبلورة والسبائك ذات الإنتروبيا العالية والمواد المركبة ذات المقاومة الممتازة للتآكل والتآكل.
مواد طلاء الكسوة التقليدية
1. طلاء سبائك الحديد
طلاء سبائك الحديد الأساسي منخفض التكلفة ومناسب لحماية سطح الأجزاء الهيكلية الفولاذية المستخدمة بأعداد كبيرة، ويمكن أن يظهر مقاومة جيدة للتآكل والتآكل، بما في ذلك بشكل رئيسي طلاء الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الفولاذ. في الوقت الحاضر، هناك العديد من الأبحاث حول الكسوة بالليزر فائقة السرعة لطلاء السبائك القائمة على الحديد في الداخل والخارج، والتي تستخدم بشكل أساسي لتحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل لسطح قطعة العمل من الحديد والصلب.
أظهر عدد كبير من الدراسات التي أجريت على طلاءات الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الكسوة بالليزر فائقة السرعة أن معدل ترسيب وتبريد الطلاءات يزداد بشكل مماثل بسبب الزيادة الكبيرة في معدل الكسوة، مما يفضي إلى بنية الحبوب الدقيقة للطلاءات. في نفس الوقت، يتم تقليل فصل التركيب داخل الطلاء بشكل فعال، وذلك لتحسين مقاومته للتآكل. ومع ذلك، فإن تأثير سرعة المسح على صلابة ومقاومة التآكل لطلاء الفولاذ المقاوم للصدأ لا يزال مثيرًا للجدل. ونظرًا لتعقيد تطور البنية المجهرية وانتقال المرحلة أثناء تكسية الليزر فائق السرعة، هناك حاجة إلى مزيد من البحث. تحتوي سبائك الفولاذ على الكثير من عناصر صناعة السبائك، من خلال تقوية المحلول الصلب أو تقوية الترسيب لتحقيق قوة عالية ومقاومة تآكل عالية، وغالبًا ما تستخدم لحماية سطح أجزاء التآكل المحلية.
إن استخدام تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة لتحضير طلاء سبائك الصلب على سطح اللفة، وقالب الصب، وما إلى ذلك، يمكن أن يحسن مقاومة التآكل وأداء درجات الحرارة العالية للأجزاء ذات الصلة في ظل ظروف العمل القاسية.
في الوقت الحاضر، تم تطبيق طلاء سبائك حديد الكسوة بالليزر عالي السرعة في الإنتاج الصناعي، والذي يمكن أن يحسن مقاومة التآكل ومقاومة التآكل للأجزاء، ويطيل عمر الخدمة، ويقلل تكاليف صيانة المعدات، ويحسن الفوائد الاقتصادية.
2. طلاء سبائك الكوبالت
تتمتع السبائك القائمة على الكوبالت بمقاومة جيدة للأكسدة في درجات الحرارة العالية ومقاومة للتآكل، ولكن من الصعب تطبيقها على نطاق واسع بسبب سعرها المرتفع. من خلال إعداد طلاء سبائك قائم على الكوبالت على سطح الأجزاء، يمكن تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل للأجزاء بشكل كبير، ويمكن التحكم في تكلفة المعالجة بشكل فعال. لذلك، يتم استخدام طلاء السبائك القائمة على الكوبالت على نطاق واسع في حماية سطح الأجزاء المعدنية. ومع ذلك، فإن البحث حول تحضير طلاءات السبائك القائمة على الكوبالت عن طريق الكسوة بالليزر فائق السرعة لا يزال في مرحلته الأولية.
نظرًا لمقاومته الممتازة للتآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة التجويف، وخصائص درجات الحرارة العالية، فقد أظهر الطلاء المعتمد على الكوبالت والكسوة بالليزر فائق السرعة آفاقًا واسعة للتطبيق في العديد من المجالات الصناعية.
3. طلاء سبائك النيكل
لا تتمتع السبائك القائمة على النيكل بقابلية تشكيل جيدة فحسب، بل تظهر أيضًا مقاومة ممتازة للتآكل وخصائص درجات الحرارة العالية، والتي يمكن استخدامها لطلاء حماية السطح للأجزاء ذات التآكل الخطير والأكسدة ذات درجة الحرارة العالية. لذلك، يعد طلاء السبائك المعتمد على النيكل واحدًا من أقدم مواد الطلاء المستخدمة في أبحاث تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة، بما في ذلك السبائك الشائعة المعتمدة على النيكل مثل Ni45 وNi60 وInconel 625.
تتمتع الكسوة الليزرية فائقة السرعة لطلاء سبائك النيكل بقيمة تطبيقية هندسية كبيرة في بيئات التآكل ذات درجات الحرارة العالية.
مواد طلاء الكسوة الجديدة
1. طلاء غير متبلور قائم على الحديد
تتميز السبائك غير المتبلورة القائمة على الحديد بخصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة للتآكل ومقاومة التآكل، ولكن نظرًا لقيود عملية التحضير، فإن حجم السبائك غير المتبلورة القائمة على الحديد يقتصر عادةً على عشرات المليمترات. إن استخدام تقنية طلاء السطح لتحضير طبقة رقيقة على سطح المصفوفة يمكن أن يعطي العنان لمزايا السبائك غير المتبلورة القائمة على الحديد ويقلل من تكلفة المواد. في الوقت الحاضر، هناك المزيد من الدراسات حول تحضير الطلاءات غير المتبلورة القائمة على الحديد بطرق الكسوة الليزرية التقليدية، ولكن محتوى الطور غير المتبلور للطلاءات منخفض، والطلاءات عرضة للتشققات الهشة بسبب ارتفاع مدخلات الحرارة والتخفيف العالي معدل. في السنوات الأخيرة، قدم تطوير تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة مخططًا جديدًا لإعداد الطلاءات غير المتبلورة القائمة على الحديد.
إن استخدام تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة لإعداد طلاء غير متبلور قائم على الحديد يمكن أن يحسن بشكل كبير تكسير الطلاء غير المتبلور ومشكلة المحتوى غير المتبلور المنخفض، ويحسن بشكل فعال مقاومة التآكل للطلاء غير المتبلور القائم على الحديد، ومن المتوقع أن يعزز الأداء الممتاز للطلاء الواقي من السبائك غير المتبلورة لممارسة الإنتاج.
2. طلاء سبائك عالي الإنتروبيا
أصبحت السبائك ذات الإنتروبيا العالية واحدة من النقاط الساخنة للبحث في السنوات الأخيرة بسبب خصائصها الميكانيكية الممتازة وخصائص درجات الحرارة العالية ومقاومتها للتآكل. لذلك، من المتوقع أن يلعب طلاء السبائك عالي الإنتروبيا دورًا مهمًا في مجال حماية المواد المعدنية. يمكن تحضير طلاء السبائك عالي الإنتروبيا باستخدام تقنية الكسوة بالليزر التقليدية، لكن معدل تخفيف الطلاء كبير وسهل التشقق. في السنوات الأخيرة، استخدم العديد من العلماء تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة لإعداد طلاءات سبائك عالية الإنتروبيا مع معدل تخفيف منخفض وبدون شقوق، مما عزز بشكل كبير تطوير طلاءات سبائك عالية الإنتروبيا.
يمكن استخدام تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة لإعداد طلاءات سبائك عالية الإنتروبيا دون عيوب، وذلك لتحسين مقاومة التآكل وخصائص درجات الحرارة العالية لسطح الأجزاء بشكل فعال، ولها إمكانات تطوير كبيرة في إعداد حماية سطح الأجزاء و الطلاءات الحاجز الحراري.
تتميز تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة بمزايا فريدة في تحضير طلاء السبائك عالي الإنتروبيا، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال من معدل تخفيف الطلاء وتمنع تكسير الطلاء، مما يفضي إلى إطلاق العنان للخصائص الممتازة للطلاء العالي. سبيكة الإنتروبيا وتعزيز تطبيقها المبكر.
3. طلاء مركب
يشير طلاء المواد المركبة بشكل أساسي إلى طلاء المواد المركبة بمصفوفة معدنية معززة بجزيئات السيراميك، والذي يجمع بين المتانة البلاستيكية العالية للمعدن والصلابة العالية ومقاومة التآكل العالية للسيراميك، والتي يمكن أن تحسن بشكل فعال مقاومة التآكل لمواد المصفوفة وتمديد الخدمة عمر الأجزاء في ظل ظروف التآكل القاسية. باعتباره الجزء الرابط بين السيراميك والمصفوفة، فإن المعدن له تأثير عازل وانتقالي، والذي يمكن أن يقلل بشكل فعال من الضغط المتبقي وميل التكسير للطلاء، وهو أحد أكثر الطلاءات المحتملة.
تم تحضير الطلاء المركب على ركيزة عادية من الفولاذ منخفض الكربون بسرعات مسح مختلفة، وقد وجد أن خشونة السطح لطلاء الكسوة بالليزر فائق السرعة كانت أصغر، وكانت البنية المجهرية أدق وأكثر اتساقًا، وكانت المقاومة للكهروكيميائية كان التآكل والتآكل الحراري الناتج عن درجات الحرارة العالية أفضل. بالمقارنة مع الطلاء المركب بمصفوفة معدنية معززة بجزيئات السيراميك التقليدية، فإن طلاء الكسوة بالليزر عالي السرعة لديه معدل تخفيف أقل وضرر حراري معزز في الطور، وبالتالي يظهر مقاومة أفضل للتآكل ومقاومة للتآكل.
في السنوات الأخيرة، أصبحت أنابيب الكربون النانوية (CNTs) واحدة من النقاط الساخنة للبحث بسبب قوة الشد العالية، والقوة النوعية، ومعامل يونغ، والإجهاد المرن، والموصلية الفائقة الجيدة، والخصائص البصرية، والتوصيل الحراري. تم تحضير أنابيب الكربون النانوية المطلية بالنيكل / الطلاءات المركبة غير المتبلورة القائمة على الحديد باستخدام تقنية تكسية الليزر فائقة السرعة باستخدام أنابيب الكربون النانوية كمرحلة تقوية للمواد المركبة. أظهرت الدراسات أن أنابيب الكربون النانوية يمكن أن تحسن من صلابة الطلاءات وتمنع تكون الشقوق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام أنابيب الكربون النانوية للتزييت الصلب وتقليل معامل الاحتكاك للطلاءات بشكل فعال بسبب خصائص التشحيم الذاتي الخاصة بها. مع زيادة عدد أنابيب الكربون النانوية، يتم تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل.
باختصار، يمكن استخدام تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة لإعداد طلاء المواد المركبة، ويكون شكل الطلاء وأداء الخدمة أفضل من طلاء الكسوة بالليزر التقليدي، مما يفضي إلى تعزيز تطبيق وتعزيز الطلاء المركب للكسوة بالليزر في الإنتاج الصناعي.
4. طلاء السيراميك
في الإنتاج الفعلي، تتعرض العديد من الأجزاء لظروف تآكل شديدة الحرارة، مثل محامل درجات الحرارة العالية، وأعمدة دوران توربينات المحرك الكبيرة، وما إلى ذلك. ومن الصعب توفير الحماية الكافية للأجزاء في ظل هذه الظروف القاسية بسبب الطلاء الذهبي العادي أو الطلاء المركب بمصفوفة معدنية. لأدائها الضعيف في درجات الحرارة العالية، والمواد الخزفية لديها نقطة انصهار وصلابة عالية للغاية. ومن المتوقع أن تلعب دورا هاما في هذا المجال. ومع ذلك، هناك عدد قليل من الأبحاث حول طلاء السيراميك الكسوة بالليزر في الوقت الحاضر، ويرجع ذلك أساسًا إلى صعوبة حل مشكلة تشقق الطلاء الناتج عن مدخلات الحرارة العالية لكسوة الليزر.
يمكن تحضير طلاء السيراميك عالي الصلابة باستخدام تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة. ومع ذلك، في الوقت الحاضر، هناك نقص في الأبحاث حول طلاء السيراميك الكسوة بالليزر عالي السرعة، وهناك عدد قليل من أنظمة المواد الخزفية القابلة للتطبيق، لذلك من الضروري استكشاف إمكانية تطبيق هذه التكنولوجيا في أنظمة مواد طلاء السيراميك المختلفة.
الاستنتاج والاحتمال
يعد تطوير وتعزيز تقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة تقدمًا كبيرًا في هندسة أسطح المواد، والتي تجمع بين مزايا تقنية طلاء السطح مثل الطلاء الكهربائي والرش الحراري وترسيب البخار، وتحل بنجاح اختناق الكفاءة الذي يقيد الحجم الكبير. تطبيق واسع النطاق لتكنولوجيا الكسوة بالليزر التقليدية. يمكن تحضير الطلاء ذو الأداء الممتاز وعدم وجود شقوق مسامية في ظل ظروف خضراء بتكلفة منخفضة. لديها آفاق تطوير واسعة. على الرغم من وجود الكثير من الأبحاث حول طلاء الكسوة بالليزر فائق السرعة في الداخل والخارج، مقارنة بتقنيات هندسة الأسطح الأخرى، إلا أنها لا تزال في مرحلة البحث الأولية. في تطوير تكنولوجيا الكسوة بالليزر فائقة السرعة ومواد الطلاء المقاومة للتآكل، من الضروري حل المشكلتين التاليتين:
1. تم إنشاء النظام وقاعدة بيانات العملية والتقييم ومعايير التطبيق لمواد تكسية الليزر فائقة السرعة. في الوقت الحاضر، هناك نقص في التطوير المنهجي لمواد الكسوة بالليزر فائقة السرعة، ويستخدم معظم الباحثين مسحوق الرش الحراري أو مسحوق السبائك التجارية الأخرى، مما يحد من تطوير وتطبيق طلاءات الكسوة بالليزر فائقة السرعة. ينبغي دمج تطوير مواد طلاء الكسوة بالليزر فائقة السرعة مع ظروف التطبيق الفعلية، مع الأخذ في الاعتبار علاقة التوافق بين الطلاء والركيزة (مثل معامل التمدد الحراري، ومطابقة نقطة الانصهار وقابلية بلل الطلاء للركيزة، وما إلى ذلك). وعلى هذا الأساس، تم تطوير نظام مواد الطلاء المقابل عن طريق الحساب الديناميكي الحراري. في الوقت نفسه، بالنسبة للمساحيق والركائز المحددة، من الضروري استكشاف تأثير المعلمات التقنية الرئيسية على البنية المجهرية وخصائص الطلاء، وإنشاء قاعدة بيانات ارتباط منهجية بين مادة طلاء الكسوة بالليزر فائقة السرعة - معلمات العملية - ملكيات. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لمواد طلاء الكسوة بالليزر فائقة السرعة، من الضروري الانتباه إلى معايير التقييم والمؤشرات الرئيسية لجودة الطلاء وأداء الخدمة، وذلك لتوفير مراجع للتطبيق الصناعي للليزر فائق السرعة. تكنولوجيا الكسوة.
2. تم تطوير تقنية التحضير المشترك لتقنية الكسوة بالليزر فائقة السرعة وتكنولوجيا تعديل المواد الأخرى للحصول على طلاءات ذات جودة أعلى. من أجل القضاء على العيوب الداخلية لطلاء الكسوة بالليزر فائق السرعة وتحسين البنية المجهرية للطلاء، يجب استكشاف تأثير وآلية التقنيات المساعدة الخارجية مثل مجال الموجات فوق الصوتية والاهتزاز الميكانيكي والمجال الكهرومغناطيسي والتسخين الاستقرائي. ، وينبغي تحسين جودة الطلاء والبنية المجهرية بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، يتم استكشاف تقنيات ما بعد المعالجة مثل إعادة صهر سطح الطلاء، ومعالجة الدوران القوية (PST)، والمعالجة الميكانيكية للسطح بالموجات فوق الصوتية (SMRT) لزيادة تحسين تضاريس سطح الطلاء، وتحقيق صب قريب من الشبكة، وتقليل تكلفة المعالجة السطحية اللاحقة، وتحسين مجال الضغط داخل الطلاء. تم تحسين البنية المجهرية الداخلية وأداء الخدمة للطلاء.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. هي مؤسسة ذات تقنية عالية متخصصة في البحث والتطوير وتصنيع وبيع آلة الكسوة بالليزر الأوتوماتيكية وآلة الكسوة بالليزر عالية السرعة وآلة التبريد بالليزر وآلة اللحام بالليزر ومعدات الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد. منتجاتنا فعالة من حيث التكلفة وتباع محليًا وخارجيًا. إذا كنت مهتمًا بمنتجاتنا، فيرجى الاتصال بنا على bob@gshenglaser.com.