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镁合金铸造缺陷的激光修复取得重大突破

2013-08-26 16:54
小伊琳
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  ——镁合金铸件常存在气孔、夹杂等缺陷,而这些缺陷通常是零件加工到要求的尺寸后才被发现,因此导致镁合金铸件成品率很低。在镁合金缺陷的修复过程中,面临以下几方面的问题:

  粗晶问题:镁的熔点低(651℃),但因为镁导热快,所以必须采用较大功率的热源,这使得镁合金易产生过热和晶粒长大。

  氧化和蒸发:镁的活泼性极高,在高温下易被氧化形成氧化镁,其熔点高(2500℃),密度大(3.2g/cm3),在熔池中易形成细小片状的固态夹渣。而且,镁合金在没有隔绝氧的情况下,还容易燃烧。在高温下镁还容易和空气中的氮化合生成镁的氮化物,使熔区性能在冷却后变坏。镁的沸点不高(1100℃),高温下,镁很容易蒸发。所以镁合金在熔化时需要严格加以保护。

  热应力:镁及其合金热膨胀系数较大,约为钢的2倍,铝的1. 2倍,所以,易引起较大的热应力,加剧裂纹的产生和引起工件变形。

  裂纹:镁容易与一些合金元素(如Cu、Al、Ni等)形成低熔点共晶,所以脆性温度区间较宽,易形成热裂纹。

  气孔:容易产生氢气孔,氢在镁中的溶解度随温度的降低而急剧减少,当氢的来源较多时,出现气孔的倾向是较大的。

  热源的控制:采用的热源必须有足够的能率,否则在加热时,热量会迅速向基体传导,轻则熔化层过深,重则整个基体熔化。

  这使得镁合金的修复较之普通材料实现起来更为困难。

  本公司采用波长为1.06μm的YAG激光,在专用气帘的保护下,有效避免了激光加工过程中,镁合金的氧化,成功实现了镁合金的激光修复。下图分别为单道和多道激光修复的形貌照片。从横断面分析来看,与修复层无气孔和裂纹、与基材呈良好的冶金结合,且对基材的热影响极小。

  应用领域:镁合金铸件缺陷的修复,如笔记本外壳、镁合金仪表盘、镁合金汽车零部件等。

  (本文来自武钢华工激光大型装备有限公司)

图 1 激光多道修复

图 2 激光单道修复

图3 激光修复层的横断面形貌

图4 激光修复层与基材间的界面形貌

 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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