Materiali, ki zahtevajo predhodno-toplotno obdelavo pred laserskim oblaganjem

Lasersko oplaščenje je napredna tehnologija za modifikacijo površine, ki na površini podlage tvori visoko zmogljiv-metalurški vezni premaz s taljenjem materialov oplaščenja in površine podlage z visoko{1}}energijskim laserskim žarkom. Vendar pa za nekatere materiale neposredno Lasersko oblaganjebrez pred-toplotne obdelave pogosto povzroči resne napake, kot so razpoke, pore ali slaba oprijemna trdnost v sloju obloge. Pred-toplotna obdelava v glavnem zmanjša temperaturni gradient med cono oplaščenja in substratom, zmanjša toplotno obremenitev, ki nastane med hitrim postopkom segrevanja in ohlajanja, ter izboljša mikrostrukturo in mehanske lastnosti substrata, s čimer se postavi trden temelj za visoko{3}}kakovostne obloge. Izbira materialov, ki potrebujejo pred-toplotno obdelavo, je tesno povezana z njihovo kemično sestavo, vsebnostjo ogljika in toplotno prevodnostjo.

Visoko-ogljikova in visoko-legirana jekla so primarni materiali, ki zahtevajo pred-toplotno obdelavo predLasersko oblaganje. Jekla z vsebnostjo ogljika nad 0,4 %, kot je jeklo 45#, orodno jeklo T10 in različna legirana konstrukcijska jekla, ki vsebujejo krom, molibden ali vanadij, imajo slabo toplotno prevodnost in visoko kaljivost. Med neposrednim laserskim oblaganjem bo hiter dvig in padec temperature povzročil znatno toplotno obremenitev v substratu, kar bo zlahka povzročilo razpoke v plasti oplaščenja in v toplotno-prizadetem območju. Poleg tega je za litoželezo, zlasti lito železo z visoko -kromovo vsebnostjo in nodularno lito železo, potrebno pred-ogretje. Lito železo vsebuje grafitne faze z neenakomerno porazdelitvijo, visoko{10}}temperaturno lasersko obsevanje pa lahko zlahka povzroči oksidacijo grafita in prostorninsko ekspanzijo, kar vodi do notranje koncentracije napetosti; pred-toplotna obdelava lahko homogenizira temperaturno polje in zmanjša taka tveganja. Nekatere ognjevzdržne kovine in njihove zlitine, kot so titanove zlitine in superzlitine na osnovi-niklja, ki se uporabljajo v letalstvu, prav tako potrebujejo ustrezno pred{14}}toplotno obdelavo zaradi svoje visoke občutljivosti na toplotni šok.

Za zgoraj omenjene materiale pred-toplotna obdelava ni neobvezen postopek, temveč ključno jamstvo za uspehLasersko oblaganje. Ustrezno pred-ogrevanje ne more le učinkovito preprečiti nastajanje razpok in drugih napak, ampak tudi izboljša omočljivost prahu za oblogo na površini substrata, kar spodbuja nastanek gostega metalurškega veznega vmesnika. Poleg tega lahko pred-toplotna obdelava izboljša mikrostrukturo substrata, zmanjša razliko v trdoti med plastjo oplaščenja in substratom ter poveča splošno odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji in odpornost proti utrujenosti oplaščenega dela. Upoštevati je treba, da je treba temperaturo pred{5}}ogrevanja in čas zadrževanja natančno nadzorovati glede na določeno vrsto materiala in velikost dela; prekomerno pred-ogrevanje lahko povzroči rast zrn na substratu, medtem ko nezadostno pred-ogrevanje ne more doseči želenega učinka zmanjšanja napetosti