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一种新的激光冲击强化技术和服务

2022-04-24

激光冲击强化(LSP、激光喷丸) 是一种新型的金属表面强化技术与传统的表面处理技术(即喷丸)相比,它具有非接触、无热影响区、可控性好、强化效果显著等诸多优点。

激光冲击强化、激光喷丸过程中,短脉冲(几十纳秒)高功率激光光斑穿过透明约束层,作用于敷有吸收层的金属工件表面;吸收峰吸收激光能量后,吸收层迅速蒸发,形成高温高压下的致密等离子体等离子体在继续吸收激光能量时爆炸,然后产生数千兆帕的等离子体冲击波冲击波冲击工件表面并扩散到内部,导致工件表层发生塑性变形。当这一过程结束后金属材料的位错密度增加,晶粒细化,工件表层出现相当大的残余压应力。

近几十年来,激光冲击强化技术取得了长足的进步,在各种类型的金属材料(包括碳钢、不锈钢、高合金钢、钛合金、铝合金、高熵合金、单晶金属等)都已被证实具有很好的应用效果。美国LSPT公司是世界上第一家激光冲击强化设备制造商和工业应用服务商,至今已有近30年的技术积淀。

在激光冲击强化技术由实验室转向工业化应用的过程中,科学家和工程师们面临着多个技术难题,其中之一是激光器的性能问题(包括单个脉冲激光质量、长期工作稳定性、激光器寿命等),为此,LSPT公司开发了二极管泵浦激光器,使平顶激光束的能量分布均匀性达到了全新的高度。二极管泵浦激光器与闪光灯泵浦激光器相比具有高重复率、高稳定性、高使用寿命的优势,可发射高质量脉冲激光束数十亿次,使用寿命可达十余年。

其次,工艺操作性强的约束层更有利于激光冲击强化的工业应用。透明玻璃、石英等材料作为约束层时实际操作使用中面临着诸多不便性,为此迈特莱斯金属表面科技有限公司采用净化流水作为约束层,可保证在高频率(20HZ)激光冲击强化时约束层的持续稳定性,降低了该工艺的时间成本可材料成本。

激光冲击中脉冲激光的工作频率决定了加工效率,迈特莱斯金属表面科技有限公司采用的LSPT激光喷丸设备,在保证冲击能量0~10J可调的基础上,最高强化频率可达20HZ,该技术指标处于国际领先水平。

工欲善其事必先利其器,迈特莱斯金属表面科技有限公司配备了美国LSPT Procudo 激光喷丸系统,通过“机理、工艺、设备、应用”四位一体的技术研发体系为客户提供优质的产品工艺和服务,公司正逐步成长为全球化的激光冲击强化专业服务商


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