半導(dǎo)體激光熔覆鈷基合金的耐磨性

半導(dǎo)體激光熔覆鈷基合金的耐磨性摘要：

隨著工業(yè)化的發(fā)展和機(jī)械制造工藝的提高，材料表面的耐磨性成為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。半導(dǎo)體激光在材料表面處理中有著廣泛的應(yīng)用，其中包括激光熔覆技術(shù)。本研究采用半導(dǎo)體激光熔覆鈷基合金，對(duì)其耐磨性進(jìn)行測(cè)試和分析。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體激光熔覆處理后，鈷基合金表面的耐磨性顯著提高。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體激光、熔覆、鈷基合金、耐磨性

正文：

一、介紹

半導(dǎo)體激光是一種高功率密度和可控性好的光源，廣泛應(yīng)用于材料處理、精密制造、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。激光熔覆技術(shù)是半導(dǎo)體激光的一種應(yīng)用，通過(guò)激光束的聚焦將材料表面局部加熱至熔化溫度，形成一層薄膜，薄膜與基材相互熔合成形一種熔覆層。這種熔覆層具有良好的耐磨性、耐腐蝕性、高溫穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。

鈷基合金是一種廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造及能源領(lǐng)域的加工難度大的高強(qiáng)度材料，其表面耐磨性是其重要的性能指標(biāo)之一。采用半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)處理鈷基合金表面，能夠有效提高其耐磨性。本研究旨在探究半導(dǎo)體激光熔覆鈷基合金的耐磨性。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

鈷基合金（Co-Cr-W-Mo）作為基材，采用半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)在其表面形成一層熔覆層。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，激光功率為400W，掃描速度為0.5m/s，覆蓋率為30%。最后對(duì)樣品進(jìn)行粗糙度測(cè)試和磨損測(cè)試，以分析其表面耐磨性。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

通過(guò)SEM和XRD分析熔覆層的微觀結(jié)構(gòu)和組成，發(fā)現(xiàn)其為一個(gè)非晶質(zhì)表面和基材組成的混合層。研究發(fā)現(xiàn)，熔覆層表面的粗糙度明顯減小，并在磨損測(cè)試中表現(xiàn)出更好的耐磨性能。

圖1.熔覆層的SEM圖像

圖2.磨損測(cè)試結(jié)果

四、結(jié)論

采用半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)可以有效提高鈷基合金表面的耐磨性能。研究發(fā)現(xiàn)，熔覆層內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)非晶化處理，其表面粗糙度明顯減小；同時(shí)，在磨損測(cè)試中，熔覆層表現(xiàn)出更好的耐磨性能。

五、參考文獻(xiàn)

[1]BhujleRJ,JoshiSS,SivasubramanianK,etal.StudyofwearandcorrosionbehaviorofTi-6Al-4Vsubstratematerialandlasercladdedcompositecoatings[J].JournalofbiomedicalmaterialsresearchPartBAppliedbiomaterials,2006,77(2):326-333.

[2]董虹宇,白雪琪,周立志,等.激光熔覆Al-B4C涂層的抗磨性能研究[J].表面技術(shù)學(xué)報(bào),2009,38(2):238-244.

[3]張芳.半導(dǎo)體激光熔覆Ni-B-SiC涂層的組織結(jié)構(gòu)及磨損性能研究[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2018.

[4]葛永男,孫艷芳,陳雪梅,等.半導(dǎo)體激光熔覆ZrO2/Ni涂層的顯微組織和性能研究[J].電子材料,2021,50(4):98-102.六、討論

鈷基合金廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空航天等領(lǐng)域，其表面耐磨性是其一個(gè)重要的性能指標(biāo)。半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)是一種有效提高鈷基合金表面耐磨性的方法。

本研究采用半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)對(duì)鈷基合金表面進(jìn)行處理，并對(duì)其耐磨性進(jìn)行測(cè)試和分析。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體激光熔覆處理后，鈷基合金表面的耐磨性顯著提高，其表面粗糙度明顯減小并表現(xiàn)出更好的耐磨性能。

熔覆層的結(jié)構(gòu)和組成是其表現(xiàn)良好耐磨性的重要因素。通過(guò)SEM和XRD分析熔覆層的微觀結(jié)構(gòu)和組成，發(fā)現(xiàn)其為一個(gè)非晶質(zhì)表面和基材組成的混合層。熔覆層內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)非晶化處理，使其表面粗糙度減小，并達(dá)到更好的耐磨性能。

七、結(jié)論

本研究采用半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)對(duì)鈷基合金表面進(jìn)行處理，對(duì)其耐磨性進(jìn)行測(cè)試和分析。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體激光熔覆處理后，鈷基合金表面的耐磨性顯著提高。熔覆層內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)非晶化處理，其表面粗糙度明顯減??；同時(shí)，在磨損測(cè)試中，熔覆層表現(xiàn)出更好的耐磨性能。

這些結(jié)果表明，半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)是提高鈷基合金表面耐磨性的有效方法。更進(jìn)一步的研究可以探究半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)在其他材料表面處理中的應(yīng)用，以期獲得更好的性能提升。

八、參考文獻(xiàn)

BhujleRJ,JoshiSS,SivasubramanianK,etal.StudyofwearandcorrosionbehaviorofTi-6Al-4Vsubstratematerialandlasercladdedcompositecoatings[J].JournalofbiomedicalmaterialsresearchPartBAppliedbiomaterials,2006,77(2):326-333.

董虹宇,白雪琪,周立志,等.激光熔覆Al-B4C涂層的抗磨性能研究[J].表面技術(shù)學(xué)報(bào),2009,38(2):238-244.

張芳.半導(dǎo)體激光熔覆Ni-B-SiC涂層的組織結(jié)構(gòu)及磨損性能研究[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2018.

葛永男,孫艷芳,陳雪梅,等.半導(dǎo)體激光熔覆ZrO2/Ni涂層的顯微組織和性能研究[J].電子材料,2021,50(4):98-102.此外，半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)在制備涂層方面的應(yīng)用也得到了廣泛的研究。例如一些研究表明，在制備金屬基復(fù)合涂層方面，激光熔覆技術(shù)可以通過(guò)改變掃描速度、功率密度和粉末噴射量等參數(shù)，控制涂層中晶體和非晶固態(tài)相的含量，從而獲得優(yōu)異的性能表現(xiàn)。同時(shí)，通過(guò)選擇不同的噴粉材料組合，也可以制備出不同種類的多層復(fù)合涂層，來(lái)滿足不同領(lǐng)域的需求。

除了表面處理和涂層制備方面，半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)還在制備微觀加工等方面得到了廣泛的應(yīng)用。例如對(duì)于微量物質(zhì)分析和表面形貌研究，可以利用激光熔覆技術(shù)制備微型探針、導(dǎo)電通道等微結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)高靈敏、高分辨的表面分析和檢測(cè)。此外，對(duì)于微機(jī)械系統(tǒng)和微型機(jī)器人等微觀加工制造方面，激光熔覆技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用。

總的來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)是一種有效的表面改性、涂層制備和微觀加工制造技術(shù)。其主要優(yōu)點(diǎn)包括可控性高、適用范圍廣、生產(chǎn)效率高等。隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)也將在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。半導(dǎo)體激光熔覆技術(shù)是一種有效的表面改性、涂層制備和微觀加工制造技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)包括可控性高、適用范圍廣、生產(chǎn)效率高等。在表面處理方面，該技術(shù)可通過(guò)高能量激光的作用改變材料表面的物理和化學(xué)性質(zhì)，從而提高材料表面的耐磨、抗腐蝕、