喷嘴结构对气雾化激光熔覆专用合金粉末的影响.pdf

材料工程/2013年7期
喷嘴结构对气雾化激光熔覆
专用合金粉末的影响
Effects of Structure of Nozzle on Gas
Atomization for Laser Cladding Alloy Powders
郭士锐'2,姚建华2,陈智君2,楼程华2,吴涵锋·2
(1浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部
重点实验室,杭州310014;2浙江工业大学激光
加工技术工程研究中心,杭州310014)
GUO Shi-rui"=, YAO Jian-hua", CHEN Zhi-jun
L OU Cheng-hua.2, WU Han-feng.2
(1 Key Iaboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Manufacturing
Technology(Ministry of Education), Zhejiang University of Technology,
Hangzhou 310014, China: 2 Research C
of Laser Processing Technol
and Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)
摘要;针对气雾化制备激光熔覆专用粉末的问题,调整粉木材料配比,采用改进后的超音速气雾化喷嘴,对比原喷嘴进
行气雾化制取激光熔覆专用镍基合金粉末的实验。结果表明,喷嘴是影响雾化粉末的重要因素。随着喷嘴结构的改进,
粉末的平均粒度d越小、体积四次矩平均径d和 Sauter平均直径dv越小,即颗粒越细。与此同时,粉末的流动性更
好,松装比更大,粉末的有效雾化率高,符合激光熔覆的要求。
关键词:激光熔覆;气雾化;镍基粉末;喷嘴;粒径
doi:10.3969/j.issn,1001-4381.2013.07.010
中图分类号:TG156.99;TF801.3文献标识码:A文章编号:1001-4381(2013)07-0050-04
Abstract: Focus on the question of producing specific powers for laser cladding by gas atomization, ad-
justed the ratio of powder material, compared to the original nozzle, the atomization experiments were
carried on to produce nickel-based powder of laser cladding by improved supersonic nozzle. The results
show that the gas-atomizing nozzle is an important factor in the process of gas atomization. With the
improvement of structure of nozzle, the particle mean diameters, volume mean diameters and Sauter
mean diameters decrease. In other words, the particle size decreases. Meanwhile, the powders have
better fluidity, larger apparent density and efficient atomization efficiency, which meet the requir
ments of laser cladding
Key words: laser cladding; gas atomization; nickel-based powder; nozzle; particle size
激光熔覆技术可以显著提高金属材料的表面耐不及浮到熔池表面而残留在涂层内,在冷却过程中形
磨、耐蚀、耐高温、抗氧化等性能。它是一种经济效益成液态薄膜,加剧涂层的开裂,所以说热喷涂粉末用于
较高的表面改性技术,可以大幅度降低材料成本,并节激光熔覆是不科学的?の。
约贵重稀有金属材料,具有非常广阔的工程应用前
气体雾化技术是生产合金粉末的主要方法。雾化
景?。激光熔覆是一个复杂的物理、化学治金过程,粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低以及适应
是一种对裂纹敏感的工艺,在考察各因素对激光熔覆生产多种金属合金粉末的优点,已成为特种合金粉末
层裂纹敏感性的影响时,发现熔覆材料的影响排在首制备技术的主要发展方向。但是气雾化制取适于
位?。激光熔覆材料所用的粉末体系一直都是沿用热激光熔覆专用粉末的粒径范围等参数的研究却很少有
喷涂粉末,热喷涂合金由于元素含量等问题,由于在激人涉及过。因此本工作选用实验室粉末配比体系,利
光熔覆时激光熔池寿命短,低熔点的硼硅酸盐往往来用气雾化制取激光熔覆粉末,研究喷嘴结构对粉末粒