激光熔覆层裂纹研究进展

为了揭示激光熔覆过程中裂纹的成因并采取有效措施对其防止,以其为获得性能优异的激光熔覆层提供依据。对国内外关于激光熔覆层裂纹研究现状进行了概括总结,提出了裂纹产生的原因及防止办法:合理地选择激光工艺参数及合理设计熔覆材料的成分和组织。     

激光熔覆层裂纹的产生和抑制方法

裂纹作为激光熔覆过程中常见的缺陷,严重阻碍了激光熔覆技术的发展和应用.熔覆层裂纹的产生是由于激光熔覆加工冷却后熔覆层与基材热膨胀系数不同,熔覆层内元素偏析等原因产生了应力,主要分为约束应力、热应力、组织应力.本文提出通过在粉末中加入陶瓷粉末或稀土元素,改良激光功率、熔覆速度等参数,对材料进行热处理,施加电磁辅助场条件等措施来降低裂纹产生率,并分析了未来熔覆层裂纹控制发展与研究的方向.     

铜和铜合金表面激光熔覆最新研究及进展

激光熔覆由于瞬间加热温度高,对工件热影响小而广泛应用于铜及其合金的表面改性。从熔覆材料体系、熔覆层质量与制备工艺、熔覆层组织与性能(主要包括耐磨性、耐电蚀性、耐腐蚀性和导电性)三方面综述了铜和铜合金表面激光熔覆的最新研究进展,指出了铜表面激光熔覆存在的主要问题是铜对激光的反射率,并对今后的研究方向进行了展望。     

脉冲CO2激光熔覆K403合金层工艺研究

在K403合金的基体上,采用脉冲CO2激光器熔覆Stellite合金,研究了脉冲激光峰值功率、扫描速度、脉冲频率和宽度对熔覆层的形状特征和熔合质量的影响。研究结果表明,随着脉冲激光的峰值功率、脉冲宽度、脉冲频率增加,或扫描速度降低,熔覆层的宽度、熔化深度和稀释率增加。采用高峰值功率脉冲激光熔覆可以获得无热裂纹且结合完整的界面。     

激光熔覆Stellite和WFLC系列钴基粉末研究

用TJ－HL－5000 CO2激光器对4种不同Co基材料进行了激光熔覆研究,对熔覆层抗裂性进行了对比,分析了合金元素对熔覆层抗裂性的影响,指出WFLC－08及WFLC－11两种材料具有较高的抗裂性和耐磨性,是能满足激光熔覆工艺要求的Co基合金粉末材料。     

纳米CeO_2颗粒对Ni基合金激光熔覆涂层界面组织与高温热腐蚀性能的影响

研究了采用压片预置式激光熔覆工艺,添加适量纳米CeO2颗粒,利用NiCoCrAlY合金粉末在GH4037合金表面激光熔覆制备了纳米CeO2颗粒增强Ni基合金涂层,对熔覆层界面组织进行了显微分析,进行了1000℃高温熔盐热腐蚀性能试验。结果表明,添加适量纳米CeO2颗粒的Ni基合金激光熔覆涂层组织明显细化、致密,裂纹等缺陷得到有效抑制;熔覆层在高温熔盐中腐蚀后出现的隆起和剥落现象轻微,腐蚀层的深度明显减小;纳米CeO2颗粒对Cr2O3膜的碱性溶解有一定的抑制作用;合金的抗高温热腐蚀性能显著提高。     

激光熔覆玻璃涂层

本文研究在Ａ３钢基材上激光熔覆玻璃涂层的可行性，激光熔覆玻璃涂层的过程是玻璃熔体在基材表面上湿润、铺展，然后冷凝的过程。玻璃熔体在基材表面上铺展，不仅与它们之间的浸润有关，而且与玻璃熔体的流动性有关。玻璃熔体的流动性在熔覆过程中随时间变化；激光处理参数的不同会改变熔体的随时间变化过程。合理选择激光参数能熔覆形成均匀的、光滑的、粘附的、无裂纹的玻璃涂层。在激光熔覆过程中，会在玻璃熔体中出现结晶现象，     

激光熔覆制备Fe3Al金属间化合物覆层的组织结构

为了研究激光熔覆工艺条件下Fe3Al金属间化合物合金层的组织结构特点,以纯Fe3Al粉 1%Y2O3为原料在钢基体表面激光熔覆Fe3Al金属间化合物,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射试验方法等对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与相结构的分析.试验获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂的合金层,合金层与基体间完全冶金结合,但存在裂纹现象;熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成,覆层组织为粗大等轴状晶团,等轴状晶团由大量极细小的条状Fe3Al晶粒构成,一些相邻的条状晶粒之间具有基本一致的晶体学取向.     

3Cr2W8V钢的激光熔覆镍基硬面合金的耐磨性

本文报导在钢表面激光熔覆镍基硬面合金表面改性的研究结果，用OM、TEM、XRD研究了合金层的微观组织特征，用EDS－SEM研究了熔覆合金层的成份分布；用相分析，XRD、比色法，化学分析研究了合金层的碳化物（硼化物）种类、数量、分布；还研究了激光熔覆合金层的显微硬度和耐磨性。     

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。     

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...     

激光熔覆碳化物/金属基复合涂层裂纹的产生与控制

介绍了控制激光熔覆碳化物/金属基复合涂层裂纹的产生的途径，通过优化激光工艺参数，优选工艺处理条件，合理设计熔覆层成分，改善基体状况来减少裂纹源，减少裂纹的产生。     

Microstructure characteristics of Ni-based WC composite coatings by laser induction hybrid rapid cladding

To avoid low cladding rate and cracks of cladding layer, laser induction hybrid rapid cladding (LIHRC) has been put forward in the paper. The microstructure characteristics of Ni-based WC composite coatings at the different laser scanning speed were investigated. For low laser scanning speed, the growth of γ-nickel was characterized by coarse columnar dendrites and eutectics, blocky W₂C + Fe₃W₃C carbides, and bar-like (W, Cr, Ni)₂₃C₆ carbides were formed. With increasing laser scanning speed, the growth of γ-nickel presented the fine dendrites and eutectics, the only blocky mixed carbides were precipitated and identified as W₂C + FeW₃C + W₆C_2.54 carbides. With further increasing laser scanning speed, the growth of γ-nickel was characterized by cellular crystals and eutectics, the only blocky carbides were identified as W₂C + W₆C_2.54. Moreover, experimental results showed that the efficiency of LIHRC was increased much four times higher than that of laser cladding without preheating, ceramic–metal composite coatings detected were free of cracks and had a good metallurgical bonding with substrate.     

Corrosion behavior of Al0.4CoCu0.6NiSi0.2Ti0.25 high-entropy alloy coating via 3D printing laser cladding in a sulphur environment

High-entropy alloys(HEAs) are of great interest in materials science and engineering communities owing to their unique phase structure.HEAs are constructed with five or more principal alloying elements in equimolar or near-equimolar ratios.Therefore,they can derive their performance from multiple principal elements ratherthan a single element.In this work,three-dimensional printing laser cladding was applied to produce an Al_0.4CoCu_0.6NiSi_0.2Ti_0.25 HEA coating.The experimental results confirmed that the laser cladding could be used to produce a thin coating of 120 μm in thickness.In the high-temperature laser cladding process,some Fe elements diffused from the substrate to the coating,forming a combination of face-centred cubic and body-centred cubic phase structures.The HEA coating metallurgically bonded well with the substrate.Owing to the increased dislocation density and number of grain boundaries,the HEA coating was harder and had a stronger hydrophobicity than X70 steel.The electrochemistry results showed that the HEA coating had better corrosion resistance than X70 steel.Aluminium oxides formed on the surface of the HEA coating had a certain protective effect.However,because of the laser cladding,the HEA coating generated cracks.In future work,the laser cladding technology will be improved and heat treatment will be implemented to prevent formation of cracks.     

45钢表面Ni基激光熔覆层的耐蚀性能

为改善45钢表面的力学性能和耐蚀性,在相同功率下采用不同扫描速率在其表面激光熔覆制备了Ni基(Ni35A)复合涂层。利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学腐蚀测试系统对熔覆试样进行组织形貌、相组成、显微硬度和耐蚀性能分析。结果表明:熔覆试样由熔覆层、结合区和基体3部分组成;熔覆层组织细密并与基体冶金结合,扫描速率过大时易形成裂纹;熔覆层主要由FeNi3和Ni3B相组成,不同速率所得熔覆层显微硬度均超过400 HV;扫描速率为500 mm/min时熔覆试样自腐蚀电位提高了40 mV。     

镍基合金激光熔覆层的热裂纹及预防措施研究

分析了铸造镍基合金表面激光熔覆层热裂纹产生的原因和特点,探讨了传热变质剂对熔覆层结晶裂纹的抑制作用.     

基于灰色关联分析激光熔覆Ni60A工艺参数优化

目的 针对激光熔覆Ni60A成形效率问题,研究工艺参数对单道熔覆效率和高宽比的影响规律,实现熔覆层工艺参数的预测与优化.方法 基于正交试验设计方法,采用信噪比对试验结果进行转换,并通过灰色关联分析多目标优化方法进行工艺参数优化.结果 最优工艺参数:激光功率为1900 W,扫描速度为8 mm/s,气流量为16 L/min...     

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。     

基于激光熔覆技术的热防护材料选择

轻量化合金材料的耐高温、抗烧蚀性能较差,采用激光熔覆技术制作涂层的方法可提升其热防护性能。本文从热防护的机理出发,结合激光熔覆工艺对熔覆材料性能的要求,从现有的热防护材料和激光熔覆材料中筛选出几种可实现短时间、无冷却情况下基体热防护的熔覆材料,并对基于激光熔覆工艺的热防护材料的未来发展趋势进行了展望。