レーザークラッディング材料は、性能要件とクラッディングマトリックスの間の一致条件に従って選択する必要があります。
ある作業環境では、特定の基材に最適なコーティング合金があります。現在、被覆材が良好なマッチング関係を有するかどうかは、レーザークラッディング技術の重要なポイントとなっている。
レーザークラッディング材料の設計と選択は、主に次の側面を考慮します。
01. 線形膨張係数は似ています。レーザークラッディング層の亀裂の重要な理由の1つは、クラッディング材とベースメタルの間の線形膨張係数の差です。したがって、クラッディング材を選択する際には、まずクラッディング層と基材の間の線形膨張係数のマッチングを考慮する必要があります。クラッディング層と基板の線形膨張係数がよく一致しており、接着強度、熱振動抵抗、クラック開始および伝搬能力を向上させることができます。2つの線形膨張係数が異なりすぎている場合、クラッディング層は、レーザークラッディング中にクラック、クラック、さらには剥がれが容易です。
02.融点マッチング:基板に対して適切な融点を有するコーティング材料は、レーザークラッディングに使用されるべきである。すなわち、クラッディング材の基材の融点は、あまり異なってはならないが、それ以外では基板との冶金結合及び希釈度が良好なクラッディング層を形成することは困難であり、クラッディング品質が大幅に低下し、良好な冶金結合が形成できない。一般に、レーザークラッディング材料の融点が高すぎて、加熱時にレーザークラッディング材料の融点が小さくなると、コーティングの表面粗さが高くなる、または基板表面の過度の融解によりクラッディング層の希釈度が増加し、クラッディング層は深刻な汚染を受けます。クラッディング材の融点が低すぎると、クラッディング材の過度の融解によるクラッディング層内でキャビティや封入が生じ、あるいは基材の表面が溶融性が良好なため、クラッディング層と基材との間に良好な冶金結合を形成することが困難である。従って、レーザークラッディングでは、ベースメタルと同様の融点を有するクラッディング材が一般的に選択される。
03. 基材へのクラッディング材料の濡れ性は、クラッディング材料の熱物性を考慮するだけでなく、迅速なレーザー加熱下でのその流動性と化学的安定性、硬化相粒子と接合相金属との間の濡れ性、および高温での位相変換特性と急速冷却を考慮する必要があります。濡れ性は、クラッディングプロセスの重要な要因でもあります。特に、満足のいくサーメットコーティングを得るためには、金属相とセラミックスが良好な湿潤性を有していることを確認する必要がある。湿潤性は、材料の表面張力と密接に関連しています。表面張力が小さいほど、液体の流動性が良くなり、クラッディング液を金属マトリックスの表面に均等に広げるのが容易になります。すなわち、良好な濡れ性を有する材料は、レーザークラッディングプロセスにおける良好な表面形状を有するクラッディング層を得ることができるバルク材料の表面張力および固体液体界面エネルギーの低減が議論される。
