汽车模具材料表面强化中的激光相变硬化技术的研究与应用

使用不同的激光工艺参数对汽车模具CrMo铸铁、Cr12两种材料表面进行激光相变硬化试验,研究了激光硬化层沿横向和深度方向显微硬度的分布情况以及硬化层的组织结构的变化。结果表明,材料经激光强化处理,表面硬度可大幅提高,同时可以消除表面裂纹,从而有效地提高汽车模具的使用寿命。     

激光熔敷（焊）技术在航空发动机生产中的应用

一、概述 激光熔敷（焊）技术的特点是：可以实现热输入的准确控制,焊接速度高,冷却速度快,热畸变小,厚度、成分和稀释率可控性好,可以获得组织致密、性能优越的堆敷熔焊层,可以节省高性能的材料。另外,可以实现在普通材料上覆盖高性能（耐磨、耐高温、耐蚀等）堆焊层,     

激光眼屈光外科术：回顾与现状

眼角膜屈光外科术是为了修正角膜前表面曲率，从而达到校正近视、远视和散光的目的。空气·泪层的内面为一强折射层，较小的曲率变化就可以引起较大的屈光能力变化。激光和角膜组织的完美作用性使得激光能在眼屈光外科中成功地应用，已为临床应用开发了许多系统。本文对激光眼屈光外科术的临床和研究状况作一个综述。     

分离机中不锈钢碟片表面处理工艺的选择

文中介绍了激光淬火与氮化处理的两种表面复合处理工艺方案:激光-氮化复合处理和氮化-激光复合处理。以离心式分离机中4Cr13不锈钢碟片为试验材料,用两种不同的工艺方案对4Cr13钢试样进行表面复合强化处理。根据所得硬度分布曲线和硬化层深度比较表,分析了激光淬火与氮化处理的不同组合顺序对材料表面硬化层硬度分布和硬化层深度的综合影响效果,最后得出采用氮化-激光复合处理工艺方案可以达到试样表面复合强化处理工艺要求。     

齿轮宽带激光淬火工艺研究

根据齿轮的形状特征和宽带激光束的特点，通过理论上的研究分析与计算，总结出齿轮表面宽带激光淬火，使齿轮获得均匀硬化层的工艺方法，实验结果表明，通过采用该工艺对齿轮表面进行宽带激光淬火，齿轮获得了沿齿面均匀分布的硬化层，齿轮先处理一侧回火问题得到了显著的改善，齿轮激光淬火后的硬化层沿层深方向分为完全淬硬层，过渡层和高温回火层三层。     

基于选区激光熔化铜合金温度场的粉末层厚调控研究

在选区激光熔化(SLM)加工过程中，粉末层厚是选区激光熔化加工中重要的调控参数之一，合理的粉末层厚既可以提高成型质量又可以提高成型效率。基于SLM温度场模型，研究了温度场运动动态过程，预测了温度场温度和熔池大小，并且定量分析了粉末层厚对温度场温度和熔池大小的影响，研究表明：粉末层厚对温度的影响较小，对于熔池长度的影响相对于熔池宽度和深度更为明显。     

38CrMoAl钢激光表面处理

本文研究了38CrMoAl钢激光表面处理工艺参数与处理结果的关系,建立了激光辐照功率密度、辐照时间、硬化层深度的三维关系曲面,讨论激光表层组织特征。试验结果表明,该钢经激光辐照后,由表及里,组织依次为熔凝层、过烧层、淬火层、回火层;淬火层耐磨性最佳,熔凝层次之,过烧层最差。     

不锈钢激光熔凝工艺研究

以1Cr18Ni9Ti不锈钢为基体,采用激光熔凝技术对其表面进行单道扫描,研究不同激光工艺参数下熔凝层微观组织和显微硬度的变化。结果表明:激光熔凝层晶粒细小,显微硬度较基体硬度有所提高,最高硬度达288HV。可以推断采用激光熔凝技术,能够提高减速板的硬度,改善其耐磨性能。     

45钢激光表面合金化层性能研究

探讨了４５钢上Ｆｅ基、Ｓｔｅｌｌｉｔｅ１２激光表面合金化层的组织和性能,分析了合金层与基体之间的显微组织、成分分布,测试了合金层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性。试验结果表明,激光表面合金化是提高材料表面性能的一种有效方法。     

抗激光薄膜中空间电场分布的分析方法

本文提出一种新的计算抗激光膜中电场分布的综合性方法。该方法的一个突出特点是不要求计算膜系的反射率及膜层各界面的反射系数和透射系数,并且,应用该方法进行薄膜中电场分布的计算不但可以获得电场的平面分布状态,也可以获得薄膜中电场的三维空间分布状态。此方法在进行膜系中电场分布计算时具有简单性和通用性。     

铝表面等离子喷涂陶瓷层的激光改性

用激光重熔和激光二次熔覆的方法,对铝表面的等离子喷涂陶瓷层进行了改性处理,实验结果表明,激光重熔和激光二次熔覆处理可以显著地改变铝表面等离子喷涂陶瓷层的结构和性能,但不同的处理方式对涂层状态,涂层结构等方面有不同的影响。等离子喷涂后激光二次熔覆工艺是更有效地改性方法。     

轴承滚道表面激光强化处理

利用CO2激光器进行GCr15制轴承滚道表面激光强化处理试验.用光学显微镜和扫描电镜对经激光表面改性后的显微组织和形貌进行分析.结果表明,选择合适的激光淬火参数,可以保证激光表面改性层有足够的硬化层深度(0.8～0.9 mm)、高的硬度值及更加细小的马氏体组织.     

基于清洗表面形貌的AH32钢激光除锈机制

为了获得纳秒激光除锈工艺规律并揭示除锈机理,研究了不同工艺参数下激光除锈后AH32船用钢的表面形貌与粗糙度。采用纳秒脉冲激光器在不同工艺参数下对试样表面锈层进行激光清洗,使用激光共聚焦显微镜测量清洗表面粗糙度,基于扫描电镜观察清洗表面微观形貌,借助能谱分析仪进行清洗表面元素分析。最后,结合试验结果揭示了AH32船用钢的纳秒激光除锈机制。试验结果表明:在3 000mm/s的扫描速度下分别采用30.6J/cm2和10.2J/cm2的激光能量密度对AH32船用钢表面锈层进行分步激光清洗,可以显著改善清洗形貌并降低表面粗糙度。微观形貌分析发现在上述清洗条件下,基体表面呈现微熔状态,光斑内部光滑均匀,边缘分布枝晶状乳突结构。分步激光清洗工艺可以获得较好的清洗效果和较高的清洗效率,其除锈机制主要包括孔洞爆破机制和烧蚀蒸发机制。     

基于多层氧化膜演化的45#钢激光辐照热响应

为解决金属材料在激光辐照过程中因时变能量沉积所致的热响应问题,构建了由多层氧化膜生长模型、吸收基底表面多层吸收膜模型和热传导方程组成的能量沉积-热响应时变耦合模型。多层氧化膜包括Fe2O3、Fe3O4和FeO等三层,Fe2O3和Fe3O4氧化膜初期以线性规律生长,后期以抛物线规律生长,其中Fe3O4氧化膜在250℃以上开始生长;FeO氧化膜在570℃后以抛物线规律生长。利用吸收基底表面多层吸收膜模型计算了不同厚度多层氧化膜的反射率;利用热传导方程计算样品温度,联立求解了激光辐照过程中样品温度和反射率的变化历程。最后,建立了积分球反射率测量装置,在线测量了不同功率1.06μm连续激光辐照过程中45#钢的反射率和温度,实验结果与数值模拟结果吻合较好。     

无缝线路磨损钢轨激光熔覆自动修复方式的研究

由于列车的高速化和重载化,钢轨磨损问题越来越严重,采用修复质量高、修复速度快的激光熔覆技术可以对其进行在线快速修复。为此,采用三维扫描仪首先对磨损钢轨进行扫描,然后将扫描点云数据进行三维重构、路径规划及数据格式转换,最后利用优化的数据驱动机器手臂和激光熔覆装置对磨损钢轨进行自动修复。修复工艺结果表明,对5 mm的磨耗层进行7层修复,利用修复道与道之间和层与层之间的回火作用,修复层的组织马氏体含量少,硬度为330~360 HV;经过600℃回火处理10 min后,加入钒元素的铁基合金粉末激光熔覆修复后钢轨母材、热影响区、修复层硬度均在300~340 HV,组织为回火索氏体;修复钢轨的耐磨性约为钢轨母材的87%,达到修复目的。     

陶瓷颗粒增强激光熔敷合金的研究

本文对几种陶瓷颗粒的激光熔敷工艺性进行了研究,找出碳化钨是镍基合金最适宜的增强材料。另外还对碳化钨增强镍基合金的磨料磨损特性进行了研究,指出铸造碳化钨的耐磨性高于烧结碳化钨,而在烧结碳化钨颗粒的外部有一层耐磨性和耐腐蚀性都很好的组织,通过对这层组织的成分和形成机理进行分析,文章认为这是基体合金元素扩散渗入WC-Co系统的结果。     

Zr-4合金激光表面Nb合金化层厚度与组织研究

研究了预涂铌的Zr-4合金经激光表面合金化（LSA）后的合金化层厚度、组织、和显微硬度，并分析了产生变化的机理。由于激光参数不同，合金化后含铌层的厚度在210～360μm之间，合金化层距表面100gm深度处铌含量在1．84～2．67wt％之间。合金化层组织为树枝晶，随着冷却速度的增加，枝晶间距变小；合金化层的显微硬度随冷却速度的增加而增加，最大达到了430HV。     

30CrMnSi焊接热影响区的激光表面淬火

为提高30CrMnSi钢焊接热影响区的表面硬度,试验应用YAG激光器对焊接热影响区进行激光表面淬火处理,并研究了相变层的金相组织和显微硬度特征。试验结果表明,30CrMnSi钢焊接热影响区表面淬火后可以获得晶粒细小,硬度高于基体硬度的强化层,最高硬度可达727.4 HV。     

镁合金激光胶接焊胶层作用分析

通过镁合金激光胶接焊和激光焊接的对比分析,揭示同种金属激光胶接焊时胶层作用,并为异种金属激光胶接焊研究提供理论依据。与激光焊接进行比较,对焊接过程进行焊接光谱采集并分析,发现激光胶接焊光致等离子体电子密度增加,碰撞加剧,逸出焊缝的镁粒子数量增加,胶层的存在增加了试件对激光的吸收率;焊缝成形试验发现胶层的存在可以起到增加焊接熔深的作用;剪切试验结果表明胶层对焊接接头性能不会产生负面影响。     

激光淬火基体对铬层主裂纹在基体内扩展路径的影响

提出了先激光离散淬火预处理基体后，再镀铬提高镀铬身管寿命的复合工艺。靶场实验身管解剖表明，激光淬火基体可以控制铬层主裂纹在基体内按原路径扩展，不向界面偏折。其控制机理是由于在原始基体和铬层之间存在一个具有沿原路径方向递减的硬度梯度激光处理层，导致该方向的裂纹驱动力增加，诱导裂纹在基体内按原路径扩展。