钛合金表面激光熔覆TiC/NiCrBSi涂层温度场有限元模拟

为在钛合金表面获得优质激光熔覆涂层,用有限元方法研究了激光熔覆工艺对熔池温度场分布和凝固后熔覆层组织的影响,考虑相变潜热、辐射对流散热以及温度对热物理性能的影响等因素,建立三维有限元模型模拟了Ti6Al4V合金表面激光熔覆TiC/NiCrBSi复合涂层过程中的温度场,并结合熔覆过程的温度场分布,对涂层的形貌、结合区、基...     

激光熔覆生物陶瓷涂层生物相容性体内研究

将激光熔覆原位合成的钙磷涂层及TC4分别植入健康的Mongrel成年狗,术后15天、60天和180天观察涂层与基材、涂层与机体组织的结合形态及植入后对动物的组织影响.此外,用涂层材料进行肌肉植入实验,分别在15天、37天、60天和180天观察其组织生长形态.结果表明:激光熔覆原位合成的钙磷涂层在动物体内其表面有新骨产生,说明了涂层材料在机体内具有诱导骨生成的生物活性;观察动物的植入部位无感染,无组织吸收或增生等不良反应,材料与肌肉间未发现有不良反应,材料与肌肉界面覆盖的结缔组织层随种植时间延长而增厚.激光熔覆原位合成的钙磷涂层具有良好的体内生物相容性和活性,是一种体内生物陶瓷涂层材料.     

激光技术制备生物陶瓷涂层的研究现状与展望

羟基磷灰石等生物陶瓷材料具有优良的生物相容性和生物活性,但其强度较低的力学性能限制了其广泛应用。在综合力学性能优良,生物活性有限的医用钛合金表面制备生物陶瓷涂层,能够扬长避短,充分发挥二者的优点,具有巨大的市场与应用价值,是国内外的研究热点。利用激光技术改性或制备生物陶瓷涂层,主要有以下几个领域的应用与研究:激光表面熔凝与其他涂层技术相结合;脉冲激光沉积法;激光熔覆等方法。本文全面阐述了国内外激光表面改性生物陶瓷涂层的研究现状与研究进展,并对其工艺与理论发展进行了展望。     

激光熔覆在金属间化合物涂层材料制备中的应用

在分析金属间化合物涂层材料特点的基础上，综述各种激光熔覆合成金属间化合物涂层的研究现状，分析各种金属间化合物涂层的组织及性能，研究表明激光熔覆合成的金属间化合物涂层均具有优异的耐磨、耐腐蚀、抗氧化等性能。     

金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层的裂纹成因及控制方法

参考了较多国内外有关文献,较为系统地分析了金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层裂纹的形成机理,总结出降低裂纹倾向的方法:选择合适的激光熔覆参数;激光熔覆时对金属基体进行预热或后热处理;采用添加中间过渡层或梯度涂层的方法;在金属基体激光熔覆陶瓷基复合材料中添加增韧、增塑元素。这些方法为控制金属基体激光熔覆陶瓷基复合涂层的裂纹形成提供了有益参考。     

激光制备生物陶瓷涂层的显微组织研究

介绍了在奥氏体不锈钢基材上激光涂覆生物陶瓷涂层的研究结果。用电镜，能谱和Ｘ衍射仪等对激光制备生物陶瓷涂层的显微组织进行了。结果表明，在预置涂覆ＣａＨＰＯ４．２Ｈ２Ｏ／ＣａＣＯ３混合粉末大于ＨＡＰ配比和适宜的激光熔覆工艺下，可制备界面结合良好，表面成分均匀，呈网粒状的含ＨＡＰ的生物活性陶瓷复合涂层。     

激光熔覆生物陶瓷复合涂层

介绍在奥氏体型不锈钢基材上预置涂覆具有一定梯度的生物陶瓷粉末（ＨＡＰ或ＣａＨＰＯ４．２Ｈ２Ｏ＋ＣａＣＯ３）的激光熔覆，经ＳＥＭ，ＥＤＳ，ＸＲＤ分析表明，低输出功率，高扫描速率是获得激光生物陶瓷涂层的主要控制因素，预置涂覆ＣａＣＯ３与ＣａＨ（ＰＯ４）．２Ｈ２Ｏ混合粉末涂层，在于大常规方法合成ＨＡＰ所需比例下，可激光合成含Ｃａ５（ＰＯ４）３（ＯＨ）等生物活性陶瓷的复合涂层，且存在一定量非晶态的自由表面     

CaB_6对激光熔覆生物陶瓷涂层组织和生物学性能的影响

为了提高医用钛合金表面激光熔覆羟基磷灰石(HA)涂层的植入稳定性和生物活性,将HA与CaB_6粉末充分混合,采用激光熔覆工艺制备了含硼元素的生物陶瓷涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学腐蚀和体外模拟体液(SBF)浸泡实验,对涂层的物相组成、组织形貌、耐腐蚀性和生物活性进行了研究。结果表明,添加CaB_6后熔覆层中产生了物相B_2O_3和CaB_2O_4,同时熔覆层中部组织呈现有序分布的二次枝晶;腐蚀电位下降了294.46 mV,电流密度是未添加CaB_6的4.28倍;在体外SBF浸没实验中,添加CaB_6后,涂层表面沉积的磷灰石均匀分布,浸泡7 d后,形成的矿化磷灰石沉积量最大,涂层表现出较强的矿化作用。CaB_6的添加可以细化晶粒,显著提升生物陶瓷涂层的耐腐蚀性,加强涂层表面的矿化能力。     

激光熔覆生物陶瓷涂层生物相容性的研究

ＴＣ４基激光熔覆生物陶瓷涂层组织细小，且具有一定程度择优取向，涂层与基体间为化学冶金结合等特征。这些特征对骨组织的生物结合及稳定提供了有利条件，故植入活体后该涂层表现出良好的生物相容性及成骨性能。     

激光熔覆生物陶瓷涂层生物相容性的研究

ＴＣ４基激光熔覆生物陶瓷涂层组织细小，且具有一定程度择优取向，涂层与基体间为化学冶金结合等特征。这些特征对骨组织的生物结合及稳定提供了有利条件，故植入活体后该涂层表现出良好的生物相容性及成骨性能     

Ti基表面激光涂敷生物陶瓷初探

本文是激光涂敷生物陶瓷的探索性研究报道。试验是在TC4合金基材上预置生物陶瓷粉末后进行激光处理,探讨了激光工艺对生物陶瓷涂层的成分、结构和性能的影响。试验结果表明,在适当的激光工艺条件下,可以在TC4合金上制备结合良好的生物陶瓷复合涂层。     

激光熔覆用钴基合金粉末的研究

对激光熔覆用WFLC－11钴基合金粉末的激光熔覆工艺和熔覆层性能进行了研究，获得了WFLC－11钴基合金粉末激光熔覆层厚度与最小比能量关系曲线和熔覆层的组织、高温硬度等性能数据，为选择和使用WFLC－11钴基合金粉末提供了依据。     

A simulation model for the temperature field in bioceramic coating cladded by wide-band laser

In this simulation model, three dimensional temperature fields for the wide-band laser cladding are performed by means of the finite element analysis in heat conduction, operating conditions and technical parameters. Some hypotheses and simplifications are reasonably made using commercial finite element analysis software in this paper. The results show that it is helpful to form a bioceramic coating that includes hydroxyapatite in the process of laser cladding with technical parameters optimized.     

Fabrication of TC4/TiCp New Hip Prosthesis by Laser Cladding

Artificial hip prostheses are commonly utilized in total hip replacement surgeries. However, current single materials like metal, polyethylene, and ceramic do not satisfy the comprehensive performance requirements of prostheses, such as biocompatibility, wear resistance, and toughness. To address these limitations, a new metal–ceramic hip prosthesis which can be prepared by laser cladding technique is proposed. By combining the advantages of metal and ceramic, this prosthesis aims to overcome existing product limitations. A TiCp bioceramic coating is prepared on the TC4 surface, and its microstructure, mechanical properties, and biological characteristics are systematically analyzed. The results show that the TiCp phase is uniformly distributed in the coating. Additionally, dendritic TiCp at the bonding interface results in metallurgical bond between the coating and substrate. The α-Ti phase in the matrix of the TiCp coating helps to enhance its fracture toughness and fatigue strength, while the solid solution of trace C elements in the matrix provides solid solution strengthening. Mechanical tests reveal that the microhardness of the TiCp coating is 2.5 times greater than that of the substrate, and the wear mass is reduced by 89.4%. Finally, the TiCp bioceramic coating is verified to be biocompatible, demonstrating excellent potential for use in hip prostheses.     

多道搭接激光熔覆NiCrBSi合金层组织及性能

为了改善40Cr钢的表面状态,拓展其应用范围,采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床在40Cr钢表面多道搭接激光熔覆了NiCrBSi合金粉末,利用扫描电镜、金相显微镜、磨损试验机、盐雾试验机等对熔覆层的组织及性能进行了研究.结果表明:激光熔覆层由熔覆区、结合区和热影响区3部分组成.多道...     

铝青铜表面激光熔覆镍基涂层的组织与磨损性能

为了改善铜合金表面的耐磨性能,利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在铝青铜上制备了镍基涂层。分析了激光熔覆层的微观组织,测试了其显微硬度及磨损性能。结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,与铝青铜形成了良好的冶金结合;从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的柱状晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡;激光熔覆层磨损量约为铝青铜的1/4,熔覆层耐磨能力的增强归因于熔覆层与铝青铜间良好的冶金结合及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用。     

HAP陶瓷合成的研究

本文对生物陶瓷材料－羟基磷灰石的合成进行了研究。试验将激光合成与湿法合成对比分析，着重探讨了在激光辐照下生物陶瓷的形貌，粒度，化学组成和结构等的变化规律，对激光涂敷生物陶瓷涂层有一定的指导意义。     

铁合金表面激光熔凝一步制备复合生物陶瓷涂层

在经过渡层预处理的TC4钛合金表面上预置设定配比的CaHPO4·2H2O、CaCO3混合粉末，比较少量Y2O3粉末对合成与涂覆生物陶瓷涂层的影响经优化激光工艺处理后，成功地实现一步激光束合成与涂覆生物陶瓷涂层该涂层具有优良的力学性能，且改善了植入材料弹性模量与生物硬组织的匹配性Y2O3对生物陶瓷涂层的合成及性能改善均有重要作用。     

高速车轮钢表面激光熔覆铁基合金涂层的摩擦磨损性能

为了探究激光熔覆对高速车轮钢合金涂层摩擦与磨损性能的影响,利用LDM2500-60型半导体全固态激光器在高速车轮钢表面激光熔覆制备Fe基合金涂层。分别采用金相显微镜、能量色散X射线光谱仪、X射线衍射仪(XRD)分析了熔覆涂层的组织结构、元素分布以及物相,利用MM-2000高速摩擦试验机研究了高速车轮材料激光熔覆处理前后轮轨材料的摩擦磨损性能。结果表明:激光熔覆处理能有效改善车轮材料的抗磨损性能,熔覆涂层主要由γ-Fe、Cr7C3碳化物以及含铁固溶体等物相组成,涂层组织主要以树枝晶和共晶为主;车轮合金涂层的磨损速率相比基体材料降低了51%左右,车轮熔覆铁基合金后的轮轨磨损机制主要表现为轻微的磨粒磨损和氧化磨损。     

钛合金表面激光熔覆Ni基梯度涂层的研究

为了改善Ti6Al4V钛合金表面耐磨性能和抗高温氧化性能,采用CO2激光在Ti6Al4V钛合金表面进行激光熔覆Ni基梯度涂层试验.利用扫描电镜和显微硬度计等手段分析了熔覆层组织,测试了基体和熔覆层的显微硬度.结果表明,采用适当的工艺参数,可以在钛合金表面获得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层.熔覆层组织由树枝晶和晶间共晶组织构成,并与基体形成牢固的冶金结合.由基体到表面,显微硬度过渡平稳,呈明显梯度渐变特征.