电磁复合场对Ni60合金凝固过程中显微组织和裂纹的影响

利用电磁复合场协同激光熔覆制备多道Ni60合金熔覆层,运用着色探伤剂、OM、SEM、EDS、XRD与硬度测试等实验手段,对制备的Ni60合金熔覆层进行测试分析。结果表明,施加电磁复合场之前,制备的Ni60合金熔覆层表面出现明显开裂,内部存在大尺寸气孔,表面成形质量差;施加电磁复合场之后,Ni60合金熔覆层表面裂纹得到了抑制,内部气孔消失,且熔覆层表面成形质量也得到了改善。同时,施加电磁复合场后,制备的Ni60合金熔覆层的脆性相(CrB和(Cr, Fe)23C6)颗粒尺寸从4～6 mm降低至2～4 mm,且颗粒偏聚得到降低,并有效地消除了内部裂纹。施加电磁复合场之后,熔覆层内部的脆性相含量、颗粒偏聚、晶格畸变和硬度均减少,降低了裂纹萌生的几率,从而有效地抑制了内部裂纹的形成。     

电磁复合场协同激光熔覆制备TiBw/Ti网状结构复合涂层

目的利用电磁复合场(EMCF)辅助激光熔覆制备TiB_w/Ti网状结构复合涂层,探索电磁场对涂层组织结构的影响。方法以TiB_2∶Ti=1∶1(摩尔比)的混合粉末为熔覆材料,TC4作为基板材料,通过外加电磁复合场进行激光熔覆试验。通过扫描电子显微镜(SEM)观察洛伦兹力方向对熔覆层组织结构的影响,利用X射线衍射仪(XRD)和维氏显微硬度计分析施加电磁复合场前后熔覆层的相组成和硬度分布。结果未施加电磁复合场的熔覆层组织主要为细针状、粗棒状和颗粒状组织。而施加电磁复合场后,熔覆层出现了网状结构,而且方向向下的洛伦兹力可使涂层内部形成空间间距更大的网状结构。此外,单独施加稳态磁场后,熔覆层只出现细针状和粗棒状组织。电磁复合场施加前后熔覆层硬度与基体相比,均有很大的提高。但未施加电磁复合场的熔覆层硬度变化幅度较大;施加电磁复合场后,随着距熔覆层表面距离的增加,硬度的变化幅度比较平缓。结论在洛伦兹力作用下,可得到TiB_w/Ti网状结构的复合涂层,电磁复合场使TiB_w/Ti网状结构强化相均匀分布,同时提高涂层的显微硬度。     

双向扫描激光熔覆止裂机理及试验分析

针对激光熔覆过程中易出现的熔覆层开裂的问题,采用了单向送粉双向扫描激光熔覆工艺,较好地抑制了熔覆层的开裂.通过对激光熔覆过程温度场、应力场进行计算分析,发现采取单向送粉单向扫描工艺时,熔覆层顶部以及与基体接合处会出现明显的应力集中现象,且应力水平较大,而采取双向扫描工艺后,熔覆层内拉应力水平显著降低,且熔覆层顶部的应力...     

H13钢激光熔覆TiC/Ni合金复合涂层的组织与耐磨性

为提高H13模具钢的耐磨性能,利用激光熔覆技术,在H13钢表面制备了不同Ti C含量的Ti C/Ni基合金复合涂层,通过显微组织观察、硬度测试、滑动摩擦磨损试验方法对H13钢表面激光熔覆的不同复合涂层的组织及耐磨性能进行分析测试。结果表明,Ni60+Ti C激光熔覆涂层中物相主要为γ-(Fe,Ni)、Fe3C、Cr23C6、Ni2Si及Ti C,激光熔覆层具有较高显微硬度,Ti C的加入及含量增加可使熔覆层组织细化,复合熔覆层硬度提高,Ti C含量为30%时熔覆层内平均硬度最大,为873 HV0.2;激光熔覆Ti C+Ni60复合涂层的耐磨性显著高于H13钢基体,随Ti C含量增加而先增加后降低,Ti C含量20%耐磨性较佳;H13钢基体的磨损机制主要以犁削、切削为主,激光熔覆Ti C/Ni合金复合涂层以脆性剥落机制为主。     

H13钢激光熔覆TiC/Ni合金复合涂层的组织与耐磨性北大核心CSCD

为提高H13模具钢的耐磨性能,利用激光熔覆技术,在H13钢表面制备了不同Ti C含量的Ti C/Ni基合金复合涂层,通过显微组织观察、硬度测试、滑动摩擦磨损试验方法对H13钢表面激光熔覆的不同复合涂层的组织及耐磨性能进行分析测试。结果表明,Ni60+Ti C激光熔覆涂层中物相主要为γ-(Fe,Ni)、Fe3C、Cr23C6、Ni2Si及Ti C,激光熔覆层具有较高显微硬度,Ti C的加入及含量增加可使熔覆层组织细化,复合熔覆层硬度提高,Ti C含量为30%时熔覆层内平均硬度最大,为873 HV0.2;激光熔覆Ti C+Ni60复合涂层的耐磨性显著高于H13钢基体,随Ti C含量增加而先增加后降低,Ti C含量20%耐磨性较佳;H13钢基体的磨损机制主要以犁削、切削为主,激光熔覆Ti C/Ni合金复合涂层以脆性剥落机制为主。     

Cr12MoV钢激光熔覆Ni基WC合金性能研究

对Cr12MoV钢表面激光熔覆不同成分Ni基WC合金的熔覆层性能进行了研究.实验表明,在较优工艺参数下,激光熔覆Ni60+30%WC熔覆层的次表面硬度可达67～68 HRC.在加入WC硬质相后,熔覆层的硬度变化不大,而耐磨性能却得到很大的提高,相应的脆性和产生裂纹的倾向增大.     

激光功率对TC4合金表面Ni60A/CeO2熔覆层组织及耐腐蚀性能的影响

为了提高TC4合金基体表面的耐腐蚀性能,运用激光熔覆同轴送粉技术,采用1200、1500、1800、2100、2400 W等不同激光功率在TC4合金基体表面上制备Ni60A/CeO₂复合熔覆层,对熔覆层进行了显微组织观察、电化学检测以及电化学腐蚀后的表面观察,探究激光功率对熔覆层耐腐蚀性能的影响。研究表明,随着激光功率的增加,熔覆层的显微组织变得排布均匀且细密,电化学特性呈现出耐腐蚀性先增大后减小的特点。当激光功率为2100 W时,电化学阻抗最大,为25.74 km²,熔覆层表面并未出现明显的腐蚀隧道,大部分为腐蚀产物覆盖在Ni60A/CeO₂熔覆层的表面,耐腐蚀性良好。     

激光-感应复合熔覆WC-Ni涂层极限条件研究

为解决熔覆层易开裂、熔覆效率低的问题以及合理地选择工艺参数.进行了激光-感应复合熔覆Ni基WC涂层的实验,定义了激光高速扫描下的极限熔覆状态,研究了激光比能与粉末面密度对熔覆层宏观形貌的影响规律.结果表明,最小激光比能、最大熔覆层厚度、接触角均与最大粉末面密度呈线性关系;激光-感应复合熔覆速度达3000 mm/min,送粉率达82.7 g/min,相对单纯激光熔覆技术的效率提高了近5倍,而且获得的Ni60A+20%WC涂层经检测无裂纹.     

U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25％WC涂层工艺参数优化的研究

目的研究U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25%WC涂层的最佳工艺参数。方法首先通过单道单因素试验初步选取激光功率、送粉量、扫描速度和光斑直径4个工艺参数,然后进行4因素3水平的单道正交试验,以熔覆层的宽度、高度和稀释率作为判断熔覆层质量的指标,做极差分析,最后得到最优工艺参数并分析了熔覆层的显微硬度及显微组织。结果单道单因素试验及单道正交试验得到的工艺参数均为:激光功率1500 W,送粉量4 g/min,扫描速度6 mm/s,光斑直径2.2 mm。通过单道正交试验极差表分析发现,工艺参数对质量指标的影响程度不同,对熔覆层宽度的影响为扫描速度送粉量激光功率光斑直径,对熔覆层高度的影响为送粉量扫描速度光斑直径激光功率,对熔覆层稀释率的影响为送粉量光斑直径扫描速度激光功率,对比发现送粉量是熔覆层的最大影响因子。熔覆层的显微硬度最高可达到1170HV,是基体的3.7倍。结论在U71Mn钢表面激光熔覆Ni60-25%WC涂层,可以制备出光滑且紧密结合的熔覆层,且表面硬度明显提高。     

不同堆积方式对TC4合金多层熔覆层质量影响的研究

为探究扫描路径和堆积方式对TC4(Ti-6Al-4V)合金多层激光熔覆层质量的影响,采用IPG光纤激光器和侧向送粉系统,在TC4合金表面进行多层激光熔覆试验。熔覆粉末选用Ni60A自熔性合金粉末,送粉电压选择10V,多道搭接率选择45%。采用设计的三种不同堆积方案进行熔覆试验。方案一:每层选择热搭接的扫描方式进行逐层堆积;方案二:单数层选用热搭接的扫描方式,双数层选用和单数层方向垂直的扫描方向进行逐层堆积;方案三:每层选用热搭接的扫描方式,熔覆完成后再进行一次激光重熔,逐层堆积。结果表明,方案二得到的熔覆层表面最平整,洛氏硬度最高;方案三得到的熔覆层表面光滑,硬度较高,但是熔覆层表面裂纹较多。     

单向送粉双向扫描激光熔覆工艺防止裂纹的试验研究

在无预热、后处理等条件下,利用CO2激光器在45钢表面进行了Ni60合金粉末熔覆的试验研究。结果表明,采用单向送粉双向扫描工艺进行单道熔覆或多道搭接熔覆,皆可有效地避免熔覆层裂纹,并能提高熔覆层表面平整度。     

激光熔覆减摩自润滑涂层的研究

通过在钛合金表面激光熔覆镍基涂层,探讨了扫描速度与WS2添加量对润滑相的种类、数量、分布及熔覆层减摩效果的影响。结果表明:激光熔覆Ni60/20%WS_2涂层,扫描速度为10.0 mm/s时,有灰色小球状润滑相CrS生成;扫描速度为4.0~8.0 mm/s时,Ni60/20%WS_2激光熔覆层组织中有条状润滑相TiS生成。随着WS_2添加量的不断增大,熔覆层中润滑相数量逐渐增多,体积增大;熔覆层由表及里的润滑相尺寸呈减小的趋势。     

灰铸铁激光熔覆铁基和镍基粉末的比较*

采用高功率横流CO2激光器,以铁基和镍基合金粉末为熔覆材料,用同步送粉法在灰铸铁基体材料上进行激光熔覆试验,并对熔覆层组织和性能进行比较分析。结果表明,激光熔覆镍基时覆层内的组织较铁基合金熔覆层组织均匀细致;熔覆镍基和铁基粉末合金层与基体结合紧密成冶金结合;结合区的组织晶粒细小,合金碳化物含量高,其硬度也最高。用正交试验法分析激光功率、扫描速度、熔覆层数对熔覆效果、表面硬度的影响规律,获得激光熔覆层表面硬度显著提高;对表面硬度影响最大的因素是扫描速度,其次是激光功率,熔覆层数则影响不大。熔覆Fe35合金粉末综合优化参数为扫描速度300mm/min、激光功率4.0kW、熔覆二层。熔覆Ni20A合金粉末优化参数为扫描速度400mm/min、激光功率4.0kW。     

激光熔覆-激光氮化复合法制取TiNi-TiN梯度材料

将激光熔覆与激光表面氮化技术相结合制取TiNi-TiN梯度材料。采用先进的六孔同轴送粉喷嘴系统,分别将纯Ti、Ni粉末按一定比例送入激光熔化区,在粉末熔化过程中发生Ti、Ni间高温合成反应,原位合成一定厚度的TiNi金属间化合物熔覆层,然后将原位合成的熔覆层在富氮气氛中进行激光氮化处理,表面形成一层金黄色的TiN。利用光学显微镜和扫描电镜观察了熔覆层组织,并测量了熔覆层及氮化层的厚度。对不同工艺参数获得的熔覆层用X射线衍射仪进行了物相鉴定,并对氮化试样的熔覆层进行了显微硬度分布测试,得出了较好的制取TiNi-TiN梯度材料的工艺参数为:激光功率600 W,扫描速度0.5 m/min,钛送粉量2.5 g/min;镍送粉量3.2 g/min。     

TiB_2对Ni60激光熔覆层组织与显微硬度的影响

为了提高工程部件的表面性能,以Ni60合金粉末和TiB_2陶瓷颗粒为熔敷材料,采用激光熔覆技术在Q550钢基体表面制备复合熔覆层。分析单一Ni60合金粉末及不同质量分数的TiB_2与Ni60混合粉末对熔覆层组织及显微硬度的影响。研究表明,熔覆层内未发现裂纹、气孔等缺陷,在熔覆层与热影响区的界面有一条明显的白亮带,冶金结合良好。混合粉末制备的熔覆层结晶形态从结合区到表层依次为平面晶、胞状晶或树枝晶及等轴晶。随着TiB_2质量分数的增加,由树枝晶主干向横向伸出的细密二次轴数量增多,熔覆层组织细化。熔覆粉末为Ni60+5%TiB_2时制备的熔敷层显微硬度值最高达644HV0.2,比基材(约220HV0.2)提高了近3倍;TiB_2含量增至25%时,熔覆层内由于TiB_2硬质相过多,发生聚集现象,不利于表面强化。     

发动机缸体内壁的激光熔覆层性能研究

采用激光熔覆技术对发动机缸体内壁进行表面改性,通过改变激光束扫描速度的方法研究Ni50和Ni60合金粉末对熔覆层组织与性能的影响。结果表明,Ni50合金熔覆层的主要物相为γ-Ni、FeNi3、(Fe,Ni)23C6、Ni3Si和Ni3B,Ni60合金熔覆层的主要物相为γ-Ni、FeNi3、Cr7C3和Cr23C6。在同样的摩擦磨损条件下,Ni60合金熔覆层的耐磨性高于Ni50合金熔覆层。     

45钢表面激光熔覆Ni/WC性能研究

研究了在45钢表面激光熔覆Ni60合金时,WC对熔覆层组织性能的影响,分析了Ni/WC配比对熔覆层显微硬度、耐磨性及金相组织结构的影响。结果表明,采用Ni60+30%WC合金粉末进行激光熔覆时,能得到显微硬度和耐磨性俱佳的熔覆层。     

H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层组织及高温耐磨损性能

目的 研究NbC颗粒的加入量对H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层的组织、硬度和耐磨性的影响。方法 将Ni60合金粉末与NbC碳化物粉末球磨混合,采用激光熔覆技术,在H13钢基体表面制备不同NbC含量(质量分数分别为0%、10%、20%、30%)增强的NbC/Ni60合金复合涂层。采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪对复合涂层的微观组织和物相进行分析。借助显微硬度计,研究复合涂层的截面显微硬度分布规律。采用高温摩擦磨损试验机测试复合涂层在真空400℃下的摩擦磨损性能。结果 在激光熔覆NbC/Ni60复合涂层中,物相主要由γ-(Ni, Fe)固溶体、Ni₂Si、CrB、Cr₂₃C₆、NbC组成;熔覆层以胞晶和枝晶为主,NbC含量对复合熔覆层组织及形态具有显著影响,加入少量NbC可使熔覆层组织细化;在NbC的质量分数为20%时,大量弥散的Nb C颗粒在枝晶间呈聚集趋势;在NbC的质量分数为30%时,熔覆层中NbC相呈现块状、花瓣状形貌。NbC/Ni60复合涂层的硬度显著高于H13钢基体,随着NbC含量的增加,N...     

工艺参数对激光熔覆Ni35宏观形貌影响的研究

采用YLS-3000光纤激光器进行激光熔覆镍基高温合金Ni35。研究了激光功率、扫描速度、送粉速率和保护气流量对激光熔覆层横截面宏观形貌的影响。通过光学显微镜(OM)表征了熔覆层横截面的特征参数。结果表明:激光熔覆层的横截面主要有月牙形与月牙形、月牙形与蘑菇形两种组合形貌;随着激光功率的增加、扫描速度的减小,熔覆层宽度、熔覆层与基体的冶金结合宽度、蘑菇形垂直段宽度、基体表面熔覆层高度和基体内部熔覆层深度均增加;随送粉速率的增加,基体内部熔覆层深度减小,其他特征参数增加;随保护气流量的增加,熔覆层宽度先增加后减小,熔覆层与基体的冶金结合宽度以及蘑菇形垂直段宽度减小。     

7CrSiMnMoV钢表面激光熔覆Ni/WC性能研究

利用激光熔覆技术在7CrSiMnMoV钢表面熔覆一层Ni/WC涂层,分析了熔覆层横截面显微硬度随深度的变化情况,并用X射线衍射仪对熔覆层的物相组成及WC在激光熔覆过程中的变化情况进行了分析。同时,在金相显微镜下观察了激光熔覆层与基体材料的结合情况,并对结合处产生变化的原因作了一定的解释。结果表明,采用Ni60+30%WC金属合金粉末对基体材料进行表面强化处理后,能显著提高基体材料的表面硬度,这对提升模具的耐磨性和延长其使用寿命有利,而且熔覆层与基体材料之间形成良好的冶金结合。