“超快激光材料沉積”的新工藝帶來優(yōu)越的表面涂覆效果

弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（FraunhoferILT）的研究人員開發(fā)出一種名為“超快激光材料沉積（EHLA）”的新工藝，可用于金屬零部件的表面涂覆，保護(hù)組件免受腐蝕和磨損。EHLA工藝通過激光在熔池上方熔化金屬粉末顆粒，金屬粉末以液態(tài)金屬形態(tài)滴入熔池而不是固體粉末顆粒，從而實(shí)現(xiàn)表層更加均勻，并且只需熔化較少的基材，該工藝克服了硬鍍鉻、熱噴涂、激光材料沉積或其他沉積焊接工藝等存在的不足之處。

與硬鍍鉻相比，該工藝更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保，涂覆表面可與基底實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合且不會(huì)分層。與硬鉻鍍工藝不同，利用EHLA工藝獲得的表層是無孔的，因此能夠?yàn)椴考峁└佑行议L久的保護(hù)。

與熱噴涂相比，該工藝能夠更有效地利用資源。熱噴涂工藝會(huì)消耗大量的材料和氣體，而最終只有大約一半的材料涂覆在部件表面，并且所得到的表層與基底結(jié)合不緊密。由于孔隙率較大，需要在表面多涂覆幾層，每層大約25～50μm。相比之下，新的EHLA工藝使用了大約90％的材料，使其資源效率和經(jīng)濟(jì)性更高。

與沉積焊接工藝相比，新工藝能夠更快、更廣泛地應(yīng)用。沉積焊接工藝常常用于生產(chǎn)高質(zhì)量且粘結(jié)牢固的涂層。然而，使用諸如鎢惰性氣體（TIG）焊接或等離子體粉末沉積方法沉積的涂層通常厚度為2mm～3mm，使用了過多的材料。目前，激光材料沉積技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)0.5mm～1mm的層厚，但是對于大型部件來說沉積速度較慢，因此僅僅應(yīng)用在特定領(lǐng)域。

與傳統(tǒng)的激光材料沉積相比，EHLA工藝的涂覆速度提高了100～250倍，同時(shí)基板的加熱最小化，因此可用于熱敏部件的涂覆。此外，新工藝可用于全新的材料組合，如鋁基合金或鑄鐵表面涂覆。