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レーザー コーティング

耐用年数が長く、細孔や亀裂のないコーティング – 高い表面品質 – 優れた耐久性

加工プロセス

レーザクラッディング（肉盛り溶接）はコーティング、材料積層を生成し、部分的にコーティング、肉盛り溶接層の寿命を延ばします。レーザクラッデング溶接は、ワイヤー肉盛り溶接と粉末肉盛り溶接のどちらでも対応可能です。レーザ光は加工対象物表面に溶融池を作り、同時にコーティング材料（ワイヤーまたは粉末）を送り、レーザによって一緒に溶融させます。加工時間は短く、わずかな変形の原因にしかならず、迅速に冷却工程が完了します。本加工は、冶金的に基本材料と結合するコーティングです。これは、溶射によって生成され、従来の硬質クロムメッキとは反対に健康を害さない、またこのクロムめっきよりも耐摩耗性のあるコーティングとなります。 

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半導体レーザのプロセスの利点

半導体レーザのトップハットビームプロファイルは、細かく、細孔や亀裂のないコーティング、積層を作る特に均等な溶融池を作り出します。この積層後の後処理工程は最小限で済みます。

長所一覧

  • レーザの照射時間および溶け込み深さが少ない
  • コーティング材料と基本材料の冶金的結合
  • 溶射よりも耐性のあるコーティング、積層 
  • 高い表面品質とわずかな変形、後処理工程はほとんど不要
  • 短い加工時間、高いエネルギー効率 

 

応用例

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Source: Technogenia

穴あけ工具

油田および天然ガス田の開発は、高出力の穴あけ工具が前提になります。これら穴あけ工具には大きな負荷がかかっており、摩耗防止措置がなければ長い耐用年数は得られません。この理由により、以前から特殊コーティングがスタンダードであり、これはレーザ肉盛り溶接によって生成されることが多くなっています。レーザーラインLDM/LDF半導体レーザ はこの用途で優れた成果を収めています。優れた粘着、高い正確性、細孔がほとんどない、硬化率が高い、変形がわずかでありながら制限された亀裂の発生がほとんどありません。表面に追加のメカニカルな後工程処理は必要ありません。それに対し、従来のプラズマパウダー肉盛り溶接のような表面硬化手順は、十分な耐久性が得られません。

石油生産業、鉱業、鉄鋼業、製紙業のお客様のために、Technolgeniaはレーザーライン半導体レーザを使用して、特殊な炭化タングステンパウダーでコンポーネントをコーティングしています。 

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農業機械用途

鋸刃、ディスクハローまたはカウンター刃を摩耗および腐食から保護する典型的なカーバイド層は、半導体レーザを使うことによって最適に加工されます。安定した溶融池は汚れを残さず、表面への均等な熱作用により、変形の恐れもありません。セメンタイト層も、タングステンカーバイドまたはクロムカーバイドの層と同様に可能です。

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炭坑での水圧シリンダーのコーティング

レーザーコーティングの成長市場の一つに炭坑で採掘時に使われるの水圧シリンダーがあります。シリンダーのコーティングは特定の環境のもとでは腐敗が進み密封性が保たれなくなってしまうことに繋がり、それにより交換もしくは再コーティングが必要となります。これまではクロムメッキの使用により防止されていましたが、これは今後はより長い効力が見込まれるレーザーコーティングにより代用されるでしょう。具体的な耐用期間はまだ試算されていませんが、これまでの結果ではより良い結果が得られています。

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熱交換器のコーティング

このコーティングの主な目的は腐敗を進めるガスや熱交換器の耐用年数を低下させる水分から守ることです。ここでは硬度の低いニッケル合金などが使われています。これらはひび割れ問題に強く、一つの層で1mmの厚さまで使用することができる。これらは高い温度の中で腐敗の元となる物質に対する高い密封性を生成させます。6kWのダイオードレーザーはこのような使用の際に一つのパーツで100㎡もコーティングできる幅の広さを持っています。また、8kg/h以上の作業性も可能となっています。