脉冲光纤激光器表面纹理加工技术

　　

 

　　光纤激光器（Fiber Laser）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。

 

　　脉冲光纤激光器表面纹理加工技术

 

　　光纤激光是一种相对新的激光激光，能够为用户提供紧凑型低成本解决方案，无需维护，成本较低。

 

　　激光表面纹理加工是一种可行的表面加工技术，能够大幅改进工程元件的耐磨性、湿化特征、摩擦系数、负载能力和部件润滑等。激光是形成具有纹理的表面的一种快速和准确的方法，激光参数和状态对于表面特征的尺寸和形状控制良好。

 

　　光纤激光技术是一种相对新的激光资源，能够为用户提供紧凑型低成本解决方案，无需维护，成本较低。

 

　　自20世纪90年代中期以来，制造船舶柴油发动机的全球领先者MAN Diesel&Turbo(MDT)已经使用特殊的圆盘增加两个相对部件之间的摩擦。这些特殊的圆盘安装在两个工程部件之间：将含有硬质碳化物的热喷射涂层喷涂到圆盘的表面，在栓接时与相对部件互锁。

 

　　带有高摩擦涂层的所有MDT设计将摩擦涂层喷涂到圆盘/垫片的两个并行表面。圆盘/垫片的形状基于装配设计。

 

　　MDT应用此类部件的一个典型示例是在将旋转圆盘安装到曲轴时使用摩擦圆盘。摩擦圆盘能够在栓接时防止任何形式的可能性滑动。

 

　　在目前的制造惯例中，涂层包含大气等离子喷涂的混合粉末（Cr3C2和Ni-Cr）。在产生热喷射涂层时，下列许多参数会影响最终涂层：喷射期间的气体压力和流量，燃烧火焰的速度，粉末，粉末的处理，喷射之前的表面处理，将喷射设备移动到表面的设备，以及喷射设备的维护状态。要求密切控制工艺，以确保达到需要的涂层要求。另外，粉末质量会由于粉末混合物内的成分含量变化、尺寸分布、粉末密度甚至粉末生产系统本身的变化而发生变化，所有这些因素都会影响涂层的重复性。

 

　　因此，制造一致性对于热喷射涂层是一个问题，会降低摩擦系数以及影响产品产量和质量。与分承包商设施喷射设备的移动设备相关的其它生产问题会导致分布以及喷射层厚度不均匀。测出的摩擦系数可变，甚至相同的喷射批次分布范围也较宽广，但是试验的最高摩擦系数是0.62。

 

　　由于存在影响加热喷射涂层重复性的因素，MDT一直在积极寻找可替代的制造技术。

 

　　一种评估是使用白色氧化铝喷砂糙化表面。试验结果可以接受，产生的摩擦系数等于或高于加热喷射涂层。但是，出现的喷砂处理表面质量变化不可接受，主要与使用的砂粒相关。当再循环砂粒时，砂粒退化，降低了平均砂粒尺寸并磨圆砂粒边缘，这就导致处理表面的最终粗糙度降低，因而改变摩擦系数。