激光宏观抛光对激光沉积层表面形貌及力学性能影响

针对金属激光3D打印、激光熔覆等激光沉积成形工艺表面质量差、难以直接装机使用的工艺难题,利用光纤半导体耦合激光器对铁基激光熔覆层进行宏观抛光处理,研究激光抛光对激光沉积成形表面形貌和物理力学性能的影响规律。首先采用手持显微镜和白光干涉仪对熔覆层激光抛光宏观形貌和粗糙度进行测试、分析与表征,然后使用扫描电子显微镜(SEM)对熔覆层微观组织进行测试分析,进而利用显微硬度计测试熔覆层沿深度方向的微硬度值,利用X射线应力测试仪对熔覆层表面残余应力测试。研究结果表明,激光抛光熔覆层宏观形貌平整,激光熔覆层的粗糙度显著降低;比较了不同抛光次数对表面质量的影响,抛光一次后熔覆层中部微观组织为平面胞状晶,抛光两次熔覆层中部微观组织为细小的等轴晶;抛光一次后表面残余应力为压应力,抛光两次后表面残余应力为拉应力;抛光两次后的显微硬度较原始熔覆层提高1.3倍,较基体提高3.5倍。