EHLA技术

EHLA技术

工艺便捷兼具经济性
且无污染

        超高速激光熔覆技术主要用于提高零件表面的耐磨、耐腐蚀、耐高温、及抗氧化等性能,从而达到表面改性或修复的目标,满足了对材料表面特定性能的要求。 常规激光熔覆过程,激光能量主要用于熔化基体材料形成熔池,粉末注入熔池后熔化,再凝固形成防护涂层。 


       超高速激光熔覆技术本质上改变了粉末的熔化位置,使粉末在工件上方就与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在工件表面。因热输入小,热敏感材料、薄壁与小尺寸构件均可采用该技术进行表面熔覆,而且可用于全新的材料组合,例如铝基材料、钛基材料或铸铁材料上涂层的制备。

轴类零部件表面涂层制备新型解决方案

过程控制中的创新

粉末颗粒在激光束中直接熔化

       超高速激光熔覆——EHLA是对传统激光熔覆技术的进一步发展。这项技术的突破很大程度上归功于工艺控制方面的创新,将粉末颗粒撞击工件表面之前将其完全液化,从而实现了更高的熔覆速度。


       EHLA是一种同步的粉末进给过程,其中调整粉末焦平面和激光器焦平面的相对位置,使金属粉末在基材上方与激光束相交并熔化,然后均匀地熔敷到其表面。在快速固化后,形成非常薄的金属涂层,并冶金结合在基材上。

与传统激光熔覆相比的优势

       与传统激光熔覆的主要区别在于粉末熔化位置的变化。使用超高速激光熔覆技术——EHLA,熔融的粉末材料落在基底的表面上,而不是固体粉末颗粒,因此熔覆速度显著提高。对于传统的激光熔覆,通常实现0.5至2.0 m/min的线速度,EHLA为20至200 m/min,这相当于增加了40至100倍,因此,该技术可用于涂覆大面积零件。

对于粉末熔化位置的区别

传统激光熔覆与EHLA工艺的比较
在激光熔覆(LMD)中

激光熔覆(LMD)中,激光束加热基底并形成熔池,再将粉末注入熔池中。这种材料熔化,再凝固形成防护涂层的过程中,基材吸收了大部分能量。

在超高速激光熔覆(EHLA)中

超高速激光熔覆(EHLA)中,粉末熔化位置发生变化,使其与激光束在基底上方交汇发生熔化,然后均匀地施加在其表面。过程中粉末已经吸收了大部分能量。

传统激光熔覆涂层(LMD)

传统激光熔覆涂层(LMD)

超高速激光熔覆涂层(EHLA)

超高速激光熔覆涂层(EHLA)

高质量高适应性

硬质不锈钢耐蚀涂层硬度达到HRC50以上,无蚀点

超硬耐磨涂层硬度可达HRC65以上,适用各类面摩擦和冲击磨损

适用涂层厚度0.05-1mm

高表面质量,熔覆后表面粗糙度可达Ra25μm

适用铁基、镍基、钴基、铜基、非晶、复合材料等多种材料体系

超高速激光熔覆技术优势

熔覆线速度20-200m/min

熔覆效率 0.8-1.2m²/h(取决涂层厚度)

粉末利用率最高可达95%以上

后续无需车削加工,可直接精磨或抛光

低激光功率要求

热输入低,对基体影响小,零件变形小

适用于多层粉末材料与多种基材熔覆

技术背景

超高速激光熔覆,被誉为当前可替代电镀技术具有竞争力的工艺

      ACunity(亚琛联合科技)率先将超高速激光熔覆技术引进中国市场,并对超高速激光熔覆进行技术产业化升级,不断完善工艺水平,提升其核心部件的功能性,如送粉喷嘴的耐用性、送粉精度、高送粉量、粉末利用率等。在原有高精度同轴送粉喷嘴的基础上进行改型,正式推出高效、高汇聚性送粉喷嘴,送粉效率可达5kg/hr以上,粉末利用率高达95%。而其特殊的模块化设计,大大降低了使用成本,使损耗件的更换变得异常简单,同时保证了工艺的可重复性,喷嘴尺寸也可根据维修位置进行灵活调整。新开发的超高速激光熔覆加工头,通过特殊的光路调节系统设计,实现光-粉在空间的理想交互,使得粉末熔化更加稳定、能量利用更加高效。

未来广阔的应用场景

宝贵的环境效益和巨大的经济潜力

       EHLA的高熔融性能和良好的涂层质量促使国内外科学家对该工艺进行了研究。它在工业生产中的持续应用不仅取决于它独特的技术优势,还取决于它良好的环境优势和巨大的经济潜力。由于较薄的涂层可以更快、更精确、热量输入更少地涂覆,因此开辟了全新的应用领域,例如制动盘涂层和航空底盘零件等热敏部件的维修。


       未来的主要研究重点是将EHLA开发用于平面和自由曲面的表面加工,研究和开发新的熔覆材料,以及将该工艺与增材制造相结合的进一步研究。目的是扩大EHLA技术在表面处理中的应用范围,进一步优化涂层质量,加快增材3D制造技术的发展,这将大大推动未来金属3D打印技术的工业应用。