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激光修復鎂合金鑄造缺陷取得重大突破

星之球科技 來源:華工激光2011-11-18 我要評論(0 )   

鎂合金鑄件常存在氣孔、夾雜等缺陷,而這些缺陷通常是零件加工到要求的尺寸后才被發(fā)現,因此導致鎂合金鑄件成品率很低。在鎂合金缺陷的修復過程中,面臨以下幾方面的問...

    鎂合金鑄件常存在氣孔、夾雜等缺陷,而這些缺陷通常是零件加工到要求的尺寸后才被發(fā)現,因此導致鎂合金鑄件成品率很低。在鎂合金缺陷的修復過程中,面臨以下幾方面的問題:
 
(1)粗晶問題:鎂的熔點低(651℃),但因為鎂導熱快,所以必須采用較大功率的熱源,這使得鎂合金易產生過熱和晶粒長大。
 
(2)氧化和蒸發(fā):鎂的活潑性極高,在高溫下易被氧化形成氧化鎂,其熔點高(2500℃),密度大(3.2g/cm3),在熔池中易形成細小片狀的固態(tài)夾渣。而且,鎂合金在沒有隔絕氧的情況下,還容易燃燒。在高溫下鎂還容易和空氣中的氮化合生成鎂的氮化物,使熔區(qū)性能在冷卻后變壞。鎂的沸點不高(1100℃),高溫下,鎂很容易蒸發(fā)。所以鎂合金在熔化時需要嚴格加以保護。
 
(3)熱應力:鎂及其合金熱膨脹系數較大,約為鋼的2倍,鋁的1.2倍,所以,易引起較大的熱應力,加劇裂紋的產生和引起工件變形。
 
(4)裂紋:鎂容易與一些合金元素(如Cu、Al、Ni等)形成低熔點共晶,所以脆性溫度區(qū)間較寬,易形成熱裂紋。
 
(5)氣孔:容易產生氫氣孔,氫在鎂中的溶解度隨溫度的降低而急劇減少,當氫的來源較多時,出現氣孔的傾向是較大的。
 
(6)熱源的控制:采用的熱源必須有足夠的能率,否則在加熱時,熱量會迅速向基體傳導,輕則熔化層過深,重則整個基體熔化。
 
這使得鎂合金的修復較之普通材料實現起來更為困難。
 
本公司采用波長為1.06μm的YAG激光,在專用氣簾的保護下,有效避免了激光加工過程中,鎂合金的氧化,成功實現了鎂合金的激光修復。下圖分別為單道和多道激光修復的形貌照片。從橫斷面分析來看,與修復層無氣孔和裂紋、與基材呈良好的冶金結合,且對基材的熱影響極小。
 
應用領域:鎂合金鑄件缺陷的修復,如筆記本外殼、鎂合金儀表盤、鎂合金汽車零部件等。

 

 

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