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铝基颗粒增强复合材料缺陷激光修复造技术
发布时间:2018.12.25    新闻来源:   浏览次数:
一、 研究背景
模具激光淬火修复设备的铝基颗粒增强复合材料(AMC)是金属基复合材料的一种,具有密度低、制备灵活、可热处理等优点,成为金属基复合材料研究和发展的主流,在航空航天、军事、汽车、电子、体育等领域有着广泛的应用。铝基复合材料的颗粒增强相有SiC、TiC、Al2O3、TiB2等 。目前,熔铸是制备AMC材料和构件常用的方法,然而,由于铝合金粘度大、流动性差,铸件产品经常出现点状缺陷,而这些点状缺陷大多数都是在零件快加工到尺寸的时候才被发现,严重影响产品质量和成品率。
目前,通常采用氩弧焊补焊来解决AMC的点状缺陷,但氩弧焊存在热影响区大、烧损严重、形变大、基体晶粒尺寸长大等严重问题。因此,AMC点状缺陷的补焊成为影响该类产品质量的技术难题。
二、 技术方案
采用波长3kW半导体激光器(波长980nm)+机器人系统,铝合金对半导体粉末激光的吸收率能达到90%以上,利用送粉装置将粉末送到熔池,实施激光点状补焊。
三、 修复层组织分析
3.1激光修复层的宏观形貌
 
             
            AMC板修复层表面形貌
   
             
            a) 一次补焊断面
              
            b) 两次补焊断面
              
            c) 扫描补焊断面
补焊层横断面形貌
按照所示的模具激光淬火修复设备切割方向对补焊层进行切样分析,切割样品的宏观形貌见所示。由表面和横断面形貌可以看出,激光补焊层出气孔和裂纹等缺陷,补焊层表面光滑且呈金属色,无氧化现象。
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