In625镍基合金粉末激光熔覆参数研究

为了确定在ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢板上激光熔覆In625镍基合金粉末的最佳生产工艺参数,采用响应曲面分析法设计并开展一系列的激光熔覆参数实验,并利用Desigh-Expert软件中Response Surface模块对最终数据进行方差定量分析。通过金相显微镜对多道搭接熔覆试样的表面形态和横截面组织进行了观察和定性分析,从而确定熔覆工艺的最佳参数组合。结果表明,在维持送粉量不变的条件下,熔覆层高度对激光功率与扫描速度的响应都比较明显;熔覆工艺的最佳参数组合为激光功率2000 W,送粉量84 g·min?1,扫描速度5 mm·s?1,在此参数下获得的熔覆试样具有高质量的熔覆层,无气孔和裂纹,且表面光滑。     

铸铁表面激光熔覆1725/WC复合涂层工艺参数优化

采用激光熔覆技术在铸铁表面制备了 1725/WC复合涂层,利用正交试验考察了激光功率、扫描速度及送粉率等因素对熔覆层稀释率和硬度的影响.结果表明:各因素对熔覆层稀释率影响的主次顺序为激光功率＞送粉率＞扫描速度.对熔覆层表面显微硬度影响的主次顺序为送粉率＞激光功率＞扫描速度.最优工艺参数为激光功率2 000 W,扫描速度...     

激光熔覆送粉量对17-4PH不锈钢基碳化钨熔覆层组织及性能的影响研究

以机械设备摩擦损伤区域的修复与再制造为背景,选取汽轮机叶片用料17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢作为研究对象,采用激光熔覆技术进行表面创新修复,在17-4PH不锈钢表面以不同的送粉量熔覆Ni和WC合金粉末,观察并测试熔覆层、熔覆层与基材交界处和基材的微观结构和成分分布,测试熔覆层的力学性能,在试验过程中分析熔覆过程中送粉量对涂层品质的直接影响。试验结果表明：在相同的激光功率（1 250 W）和送粉速率（10 mm/s）下,随着送粉量的增大,熔覆层的显微硬度增大。     

宽带激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响

用金相检测法和能量平衡方程,推导并计算了激光熔覆过程中单位质量熔覆材料的比能Er和单位时间实际输入比能Eh,合理地解释了粉末有效利用系数、熔覆层稀释率随工艺参数变化的规律。结果表明,在激光参数不变的条件下,稀释率随扫描速度和送粉速率的增加而减小;粉末有效利用系数随扫描速度和送粉速率的增加而加大。熔覆材料损失机制主要是由于过热引起的烧损。     

送粉激光熔覆覆盖率的理论分析

推导出了送粉激光熔覆覆盖率的计算方程 ,利用金相法检测了熔覆层宏观参数并结合相关的物理参数 ,计算了激光熔覆的送粉有效利用系数和激光熔覆覆盖率。另外 ,系统分析了扫描速度和送粉速率对覆盖率的影响。结果表明 :覆盖率随扫描速度的提高而降低 ;随送粉速率的加大而提高     

送粉法激光熔覆工艺对不锈钢熔覆层 微观组织结构与性能的影响

本文研究了送粉法激光熔覆条件下,最优化的激光熔覆工艺窗口及其对熔覆层性能的影响。结果表明,对于粒度范围为53～150μm的球形不锈钢粉,送粉法激光熔覆的最优化的工艺窗口为:功率2600 W、扫描速度8 mm/s、熔覆层厚度2.0 mm、搭接率50%。在此条件下熔覆层显微硬度最高可达721.68 HV0.2,为基体硬度的3.7倍。熔覆层组织由平面晶、胞状枝晶及胞晶组成,晶粒大小随激光能量密度而变化,粉末由α-Fe、γ-Fe、M23(B,C)6相组成,而熔覆层中γ-Fe相几乎消失并转变为马氏体相。摩擦磨损试验表明,熔覆层的摩擦系数均低于基体,说明耐磨性提高。     

送粉激光熔覆覆盖率的理论分析

推导出了送粉激光熔覆覆盖率的计算方程,利用金相法检测了熔覆层宏观参数并结合相关的物理参数,计算了激光熔覆的送粉有效利用系数和激光熔覆覆盖率。另外,系统分析了扫描速度和送粉速率对覆盖率的影响。结果表明：覆盖率随扫描速度的提高而降低;随送粉速率的加在而提高。     

基于NSGA-Ⅱ算法的高熵合金材料激光熔覆形貌的预测和控制方法

针对激光熔覆AlCoCrFeNiTi合金的成形质量问题，探索工艺参数对稀释率、高宽比和熔覆面积的影响规律，实现熔覆成形质量的预测与优化。采用响应面法建立激光功率、扫描速度、送粉电压与稀释率、高宽比和熔覆面积的数学模型，通过NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化。试验结果表明，最优工艺参数为激光功率1 770.60 W，扫描速度5.96 mm/s，送粉电压为23.26 V，稀释率、高宽比、熔覆面积的误差分别为6.69%、9.27%、11.96%。稀释率随着激光功率和扫描速度的增大而增大，送粉电压则相反；高宽比及熔覆面积均随着扫描速度增大而减小，送粉电压则相反。该研究结果能为高熵合金熔覆层形貌的预测和控制提供理论依据。     

激光熔覆稀土陶瓷涂层进展

综述了激光熔覆稀土陶瓷涂层研究现状及其最新进展。介绍了激光熔覆工艺特点和影响因素,激光熔覆工艺包括粉末材料的加入方法和激光辐照加工。加入方法分预置法和同步送粉法,工艺参数包括光斑尺寸、扫描速度、熔覆道次、送粉量、涂层厚度和搭接量等。研究认为正确选择工艺参数是保证熔覆层质量和性能的关键。总结了稀土添加剂的强化作用机制,其主要作用为微合金化、净化晶界、细化晶粒、改善晶界状态、抑制柱状晶生长。对激光熔覆稀土陶瓷涂层研究的发展进行了展望。     

激光熔覆铁基涂层工艺参数的研究

以激光熔覆铁基涂层为研究对象,在MM-P2屏显式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损对比实验,分析了不同工艺参数下熔覆层形貌及熔覆涂层后磨损量的变化关系.结果表明:熔覆涂层后的表面硬度均在62HRC以上,远高于基体的硬度;熔覆层的形貌和质量主要影响因素是扫描速度,激光功率次之,并在此基础上采用能量密度进行表征,能量密度为60 J/mm2左右时的耐磨性最好,其最佳组合工艺参数为激光功率3.2 kW左右、扫描速度300 mm/min左右.激光功率过高,扫描速度过快都会导致熔覆层耐磨性能下降.      

Modeling of Heat Transfer and Fluid Flow in the Laser Multilayered Cladding Process

The current work examines the heat-and-mass transfer process in the laser multilayered cladding of H13 tool steel powder by numerical modeling and experimental validation. A multiphase transient model is developed to investigate the evolution of the temperature field and flow velocity of the liquid phase in the molten pool. The solid region of the substrate and solidified clad, the liquid region of the melted clad material, and the gas region of the surrounding air are included. In this model, a level-set method is used to track the free surface motion of the molten pool with the powder material feeding and scanning of the laser beam. An enthalpy–porosity approach is applied to deal with the solidification and melting that occurs in the cladding process. Moreover, the laser heat input and heat losses from the forced convection and heat radiation that occurs on the top surface of the deposited layer are incorporated into the source term of the governing equations. The effects of the laser power, scanning speed, and powder-feed rate on the dilution and height of the multilayered clad are investigated based on the numerical model and experimental measurements. The results show that an increase of the laser power and powder feed rate, or a reduction of the scanning speed, can increase the clad height and directly influence the remelted depth of each layer of deposition. The numerical results have a qualitative agreement with the experimental measurements.     

Nb 对双相不锈钢激光熔覆组织及性能的影响研究

采用激光熔覆技术,在基体45#钢板上熔覆了含Nb的双相不锈钢涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对涂层的微观组织和元素组成进行了表征分析,测试了涂层沿深度方向上的显微硬度,在20℃条件下进行了UMT摩擦磨损试验,并在3.5 wt.%的NaCl水溶液中进行电化学测试。结果表明:在双相不锈钢合金粉中添加Nb进行激光熔覆,所制备的熔覆层中碳化物由Cr和Nb的碳化物组成,同时Cr含量显著降低;熔覆层中添加Nb后,其硬度和耐磨性比未添加Nb的熔覆层有显著提高,Nb含量为1.4%的时候效果最好;随着Nb含量的增大,自腐蚀电位逐渐增大,自腐蚀电流密度逐渐降低,说明Nb含量越高熔覆层的耐蚀性越好。综上所述,当熔覆层中Nb含量为1.4%的时候,其耐磨性和耐蚀性最好。     

激光熔覆速率对熔覆层显微组织及耐磨性的影响研究

分别采用高速和常规的熔覆速率, 进行了高硼不锈钢合金粉末的激光熔覆试验。 试验结果表明, 相同功率 条件下, 熔覆速率对组织的影响较大。 熔覆速率越快, 枝晶尺寸越细小。 高速激光熔覆下, 熔覆层晶粒尺寸可达 1~2 μm, 且组织更均匀。 高速激光熔覆制备的熔覆层中奥氏体含量偏高, 从而熔覆层的耐磨性能有所下降。     

Cr_3C_2-25NiCr对铁基激光熔覆层微观组织与性能的影响

利用同步送粉的激光熔覆技术,以铁基激光熔覆粉和Cr3C2-25NiCr为原料在中碳钢基材上制备耐磨熔覆层。通过扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、显微硬度计等分析检测手段和冲蚀试验,研究了Cr3C2-25NiCr颗粒尺寸对熔覆层组织结构、硬度、耐冲蚀磨损性能的影响。结果表明：添加小颗粒Cr3C2-25NiCr后熔覆层的显微硬度约提高25%,冲蚀失重降低约50%;添加大颗粒Cr3C2-25NiCr后熔覆层的显微硬度约提高50%,冲蚀失重降低约60%。     

激光功率对 Fe 基复合熔覆层中 TiC 形态及性能的影响

采用激光熔覆技术在高锰钢基材上制备了不同激光功率下的 Fe 基复合熔覆层, 研究了不同激光功率对熔 覆层中 TiC 形态及性能的影响。 试验结果表明, 熔覆层组分包含奥氏体和 TiC, 随着激光功率的增加, TiC 析出 相由单一颗粒状转变为梅花状、 蕨状及颗粒状的组合, 晶粒尺寸增加, 熔覆层硬度和耐磨性逐步提升。     

不锈钢表面激光熔覆强化层研究现状与展望

不锈钢是推动现代工业发展的关键金属材料之一。在重载、盐雾、空化、高温等恶劣工作环境下,不锈钢材料存在耐磨损、耐腐蚀、抗空蚀、抗高温氧化等表面性能不足的问题,限制了其更为广泛的应用。激光熔覆技术是近年发展较为迅速的绿色表面改性技术,其熔覆层具有组织致密且均匀、晶粒细小、膜基结合强等优点,已被广泛应用于不锈钢表面强化领域。对影响熔覆层质量的关键工艺参数与送料方式进行研究,归纳熔覆层表面强化研究现状,总结激光熔覆技术的工业应用和新型激光熔覆复合技术,进而对激光熔覆技术发展趋势及应用前景进行展望。     

钼含量对铁基激光熔覆层组织和性能的影响

采用激光熔覆在45#钢基体上制备了不同Mo含量的FeCrNi熔覆层,探讨Mo元素含量对熔覆层组织和性能的影响.试验结果表明,五种熔覆层均主要由马氏体和M7C3碳化物组成,当Mo添加量大于等于1wt.％时,熔覆层中出现了少量Mo2C和Laves相.Mo元素能够改善熔覆层中的碳化物分布和形态,使鱼骨状共晶碳化物增多,提高熔...     

超高速激光熔覆316L涂层的组织与性能

采用超高速激光熔覆技术,在45钢轴上制备了316L涂层;利用扫描电镜(SEM)观察了涂层的显微组织,用能谱仪(EDS)和X-射线衍射(XRD)进行元素及物相分析,并测试了涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明,超高速激光熔覆技术的光斑直径小、搭接率高,故涂层的平整度高;能量密度高(约9×10⁴W/cm²),粉末完全熔化,故涂层的致密度高;熔体的体量小,冷热转换速度快,过冷度△T大,晶粒细化明显;涂层中下部由快速凝固产生的细小枝晶以及枝晶间共晶相组成,中上部的晶粒逐渐向等轴晶粒转变;搭接分界处和熔覆层/基材界面处,两边的晶粒尺寸差异较大;激光对基材有一定的稀释作用;涂层厚度不均匀,与基材结合良好,为冶金结合;316L涂层物相由γ-Fe、Cr_0.19Fe_0.7Ni_0.11、Fe₆₃Mo₃₇组成;由于细晶强化和第二相强化机制,316L涂层的平均硬度(634.12HV_0.5)是45钢基体的3.07倍;耐磨性提高了31.8%,其...