超高速レーザークラッディング (EHLA)従来のレーザークラッド (CLA) に基づいて開発されました。 EHLA技術は、高エネルギーレーザーを熱源として使用し、耐摩耗性や耐食性などの優れた特性を持つ同軸粉末供給方式を採用し、非常に高い走査速度で部品表面の粉末を溶解します。 このようにして、強力な冶金的結合、低い希釈放出速度、および優れた耐摩耗性を備えた保護コーティングが調製され、部品の耐用年数が延長されます。
超高速レーザークラッド技術の原理
従来のレーザークラッディング技術に基づいて、超高速レーザークラッディング技術は、レーザー、粉末、マトリックスの相互作用位置を最適化することにより、クラッドプロセスにおけるレーザーエネルギーの合理的な分布を制御し、コーティングパウダーの効率的な堆積を実現します。 。 従来のレーザークラッディング技術と比較して、超高速レーザークラッディングのプロセスにおけるレーザーとパウダービームの焦点は基板の表面上に位置するため、コーティング原料の粉末は基板の表面に輸送される前に溶解します。これにより、クラッドのライン速度が大幅に向上します。 超高速レーザークラッド技術のクラッドライン速度は500m/分に達し、クラッド加工効率は500cm2/分に達し、従来のレーザークラッドの10倍以上に達します。
一方、超高速レーザークラッディングプロセスでは、レーザーエネルギーの約80％がコーティングされる粉末の溶融に使用されます。 基材の加熱にはエネルギーの 20% のみが使用され、溶融した粉末は予熱された基材に到達し、冶金学的結合を備えた緻密なコーティングを迅速に形成するため、コーティングの希釈率が低く、優れた耐摩耗性と耐食性が確保されます。 さらに、基板表面への低エネルギー入力により、処理中の基板の熱変形を効果的に低減できるため、薄肉で大きなシート部品の処理に使用できます。
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超高速レーザークラッド技術のメリット
従来のレーザークラッディング技術と比較して、超高速レーザークラッディング技術は表面保護コーティングの調製において多くの利点があり、それは主にコーティングの巨視的品質、コーティングの内部微細構造、希釈率などに反映されます。
コーティングの巨視的な品質から見ると、超高速レーザークラッド技術によって作成されたコーティングの表面粗さは低く、コーティングの内部は緻密で均一です。 超高速レーザークラッディング技術によって作成されたコーティングの表面はより滑らかで、そのRaは10μm未満（従来のレーザークラッディングの10％未満）にすることができ、その後の表面処理のコストを効果的に削減できます。 さらに、超高速レーザークラッドコーティングはドミノ状の重なり形状を呈するため、マトリックスとコーティング間の相互影響を軽減し、コーティングの穴や亀裂などの欠陥を低減できます。
コーティングの微細構造に関しては、超高速レーザークラッディング技術によって作成されたコーティング粒子は小さく、均一に分布しています。 超高速レーザークラッドコーティングの微細構造は、主に樹枝状結晶から構成される従来のレーザークラッドコーティングの微細構造と類似しています。 しかし、超高速レーザークラッディング技術の非常に速い走査速度により、コーティングは凝固時の冷却速度と過冷却度が非常に高く、EHLA の粒子は CLA の粒子よりもはるかに小さくなります。
サービス面では、超高速レーザークラッディング技術によってコーティングされたコーティングは、より優れたサービス性能と長い耐用年数を備えています。 多数の研究により、超高速レーザークラッディング技術によって作成されたコーティングの耐食性と耐摩耗性は、基材の耐食性と耐摩耗性よりもはるかに高く、従来のレーザークラッディングコーティングよりも優れていることが示されています。 これは主に、EHLA コーティングの希釈率が非常に小さいためです (< 4%), which can maximize the excellent abrasion resistance of the cladding material.
したがって、超高速レーザークラッディング技術は、電気めっき硬質クロムに代わる最も効果的な表面コーティング技術であると考えられており、効率的で環境に優しい材料表面処理技術であり、幅広い応用の可能性を秘めています。