Quels facteurs sont liés au taux d’utilisation de la poudre de revêtement laser à grande vitesse ?
La technologie de revêtement laser à grande vitesse a connu des progrès considérables. L'amélioration de l'efficacité et la réduction des coûts de traitement sont des objectifs sans fin. La réduction continue des coûts de traitement reste un objectif important de la recherche sur le revêtement laser à grande vitesse.
Le coût de la poudre représentant 80 à 90 % du coût total du placage laser, l'amélioration du taux d'utilisation de la poudre est un problème technique important à résoudre dans ce domaine. Il est donc essentiel d'identifier les facteurs qui influencent ce taux. Nous les aborderons un par un et verrons comment l'améliorer.
(1) taille du spot du bain de fusion
Le principal facteur influençant le taux d'utilisation de la poudre de revêtement laser haute vitesse est la taille du point de fusion, c'est-à-dire la taille du point laser tombant sur la surface du substrat. Selon la puissance du laser, la taille du point de fusion peut être choisie entre 1 et 5 mm. En pratique, il est nécessaire de choisir une taille de point de fusion adaptée à la puissance du laser.
La taille du bain de fusion est trop petite et le taux d'utilisation de la poudre est faible. Une taille trop importante diminue la planéité du revêtement. Augmenter la taille du bain de fusion peut améliorer le taux d'utilisation de la poudre. Cependant, une taille trop importante réduit la planéité du revêtement, ce qui entraîne un gaspillage de poudre lors des opérations de meulage et de polissage ultérieures. Même pour le revêtement laser à grande vitesse, le taux d'utilisation de la poudre ne doit pas être pris en compte uniquement lors du processus de revêtement, mais dans son ensemble après meulage et polissage.
(2) diamètre du trou de sortie de poudre de la tête de revêtement
Le diamètre de l'orifice de sortie de la poudre de la tête de placage détermine l'épaisseur du flux de poudre. Plus l'orifice est petit, plus le flux de poudre est fin, mais plus le flux est fin, plus sa dispersion est rapide. En pratique, le diamètre de l'orifice de sortie de poudre doit être choisi en fonction de la hauteur du placage et de la taille du point de fusion, afin de garantir que le diamètre du point de poudre à la surface du substrat soit inférieur à celui du bain de fusion, faute de quoi la poudre dépassant cette taille sera perdue et gaspillée.
(3) puissance laser
La puissance du laser doit être suffisante pour assurer la fusion complète de la poudre tombant dans le bain de fusion. Lorsque la quantité de poudre introduite et les autres paramètres sont constants, plus la puissance du laser est élevée, plus le taux d'utilisation de la poudre est élevé.
(4) taille de l'alimentation en poudre
Lors du calcul de la puissance laser de l'équipement, plus la quantité de poudre introduite est faible, plus le taux d'utilisation de la poudre est élevé. Cependant, une réduction de la quantité de poudre introduite affecte l'efficacité du placage. Sans prise en compte de l'efficacité du placage, le taux d'utilisation de la poudre peut atteindre 100 % en contrôlant la quantité de poudre introduite, mais cette pratique est inutile.
(5) vitesse linéaire du revêtement
La vitesse linéaire du placage laser à grande vitesse est plusieurs fois, voire des dizaines de fois supérieure à celle du placage laser classique. Lorsque la vitesse de déplacement relative entre le substrat et la tête de placage est élevée, l'énergie cinétique des particules de poudre à la surface du substrat est importante, ce qui entraîne une éjection importante de poudre et une réduction du taux d'utilisation de la poudre. De plus, lors de la détermination de la puissance laser, plus la vitesse de déplacement relative entre la tête de placage et le substrat est élevée, plus la température du bain de fusion est basse et plus le taux d'utilisation de la poudre est faible.
(6) volume de la pièce
À paramètres de placage identiques, plus le diamètre (volume) de la pièce est important, plus le taux d'utilisation de la poudre est faible. En effet, plus le volume est important, plus l'énergie laser est absorbée par la matrice et la température du bain de fusion est insuffisante. Par conséquent, pour les pièces de grand volume, il est nécessaire d'utiliser un équipement de placage plus puissant afin d'améliorer le taux d'utilisation de la poudre.
(7) granulométrie de la poudre
La poudre de revêtement laser haute vitesse a un temps d'interaction court avec la lumière. Il est donc nécessaire de choisir une poudre de granulométrie adaptée à la puissance du laser. De grosses particules empêchent la poudre de fondre rapidement, ce qui entraîne des pertes par projection.
Les sept principaux facteurs ci-dessus influencent le taux d'utilisation de la poudre de revêtement laser haute vitesse. Afin d'améliorer le taux d'utilisation de la poudre et de réduire les coûts de traitement, il est nécessaire de sélectionner des paramètres techniques matériels et de traitement de revêtement adaptés aux conditions spécifiques de l'équipement et de la pièce à traiter.
Il est important de souligner ici que le taux d'utilisation de la poudre doit prendre en compte l'ensemble du processus de traitement, plutôt que le simple procédé de placage. Le taux d'utilisation de la poudre pour le placage laser classique peut atteindre 100 %, mais le taux d'utilisation global est souvent inférieur à 50 %.
Date de publication : 24 août 2022