Matériaux nécessitant un pré-traitement thermique avant le revêtement au laser

Le revêtement laser est une technologie avancée de modification de surface qui forme un revêtement de liaison métallurgique haute-performance sur la surface du substrat en faisant fondre les matériaux de revêtement et la surface du substrat avec un faisceau laser-à haute énergie. Toutefois, pour certains matériaux, direct Revêtement lasersans pré-traitement thermique, cela entraîne souvent de graves défauts tels que des fissures, des pores ou une mauvaise force de liaison dans la couche de revêtement. Le pré-traitement thermique réduit principalement le gradient de température entre la zone de revêtement et le substrat, atténue les contraintes thermiques générées lors du processus de chauffage et de refroidissement rapide et améliore la microstructure et les propriétés mécaniques du substrat, posant ainsi une base solide pour un revêtement de haute-qualité. La sélection des matériaux nécessitant un pré-traitement thermique est étroitement liée à leur composition chimique, leur teneur en carbone et leur conductivité thermique.

Les aciers à haute-carbone et à haute-alliages sont les principaux matériaux qui nécessitent un pré-traitement thermique avantRevêtement laser. Les aciers avec une teneur en carbone supérieure à 0,4 %, tels que l'acier 45#, l'acier à outils T10 et divers aciers de construction alliés contenant du chrome, du molybdène ou du vanadium, ont une mauvaise conductivité thermique et une trempabilité élevée. Lors du revêtement laser direct, l'augmentation et la chute rapides de la température provoqueront une contrainte thermique importante dans le substrat, induisant facilement des fissures à la fois dans la couche de revêtement et dans la zone affectée thermiquement-. De plus, les fontes, en particulier la fonte à haute teneur en chrome-et la fonte nodulaire, nécessitent également un préchauffage-. Les fontes contiennent des phases de graphite avec une répartition inégale, et l'irradiation laser à haute température - peut facilement provoquer une oxydation du graphite et une expansion de volume, conduisant à une concentration de contraintes internes ; le pré-traitement thermique peut homogénéiser le champ de température et réduire ces risques. Certains métaux réfractaires et leurs alliages, tels que les alliages de titane et les superalliages à base de nickel-utilisés dans les domaines aérospatiaux, nécessitent également un prétraitement thermique approprié-en raison de leur grande sensibilité aux chocs thermiques.

Pour les matériaux susmentionnés, le pré-traitement thermique n'est pas un processus optionnel mais une garantie cruciale pour le succès deRevêtement laser. Un préchauffage approprié-peut non seulement empêcher efficacement la génération de fissures et d'autres défauts, mais également améliorer la mouillabilité de la poudre de revêtement sur la surface du substrat, favorisant ainsi la formation d'une interface de liaison métallurgique dense. De plus, le pré-traitement thermique peut affiner la microstructure du substrat, réduire la différence de dureté entre la couche de revêtement et le substrat et améliorer la résistance globale à l'usure, à la corrosion et à la fatigue de la partie plaquée. Il convient de noter que la température de préchauffage-et le temps de maintien doivent être contrôlés avec précision en fonction du type de matériau spécifique et de la taille de la pièce ; un préchauffage excessif-peut entraîner une croissance des grains du substrat, tandis qu'un préchauffage insuffisant-ne peut pas obtenir l'effet de soulagement des contraintes souhaité