航空光电雷达电机换向器激光沉积再制造

摘要

航空光电雷达电机换向器部位使用的纯铜材料在服役中容易发生表面损伤,传统红外激光沉积纯铜材料过程中激光吸收率较低。采用蓝光激光器对纯铜电机换向器失效部位进行送粉式激光沉积修复(所用粉末为Cu-15Sn),研究蓝色激光工艺参数对修复形貌及修复区组织性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜及附带能谱仪、显微硬度计、微型摩擦磨损试验仪表征和测试修复区的微观组织、显微硬度及耐磨性能。结果表明:蓝光激光可以在较宽的工艺参数窗口范围获得良好的修复层。修复层为典型的枝晶结构,由铜固溶体枝晶和铜锡金属间化合物共晶组成;平均显微硬度为铜基体硬度的2.24倍,修复区相对耐磨性为基体的2.37倍。修复区相对于基体硬度和耐磨性提升的原因在于快速凝固条件下形成的细小非均匀枝晶结构(固溶体和金属间化合物的混合结构)和固溶强化效应。铜基体和修复区磨损机制均为磨粒磨损、氧化磨损及黏着磨损。其中修复区主要为粘着磨损和氧化磨损,铜基体为粘着磨损和轻微氧化磨损。研究结果能够为电机换向器部位纯铜材料的高效修复提供数据支撑和理论基础,推进蓝色激光沉积再制造技术在有色金属加工领域的应用。