Al319激光表面合金化

用激光表面合金化的方法加入Ni、Cr等成分在铝合金基体材料表面形成具有良好耐磨性能的合金化层。实验首先将合金粉末调和后涂于试样表面,用CO_2激光以不同功率、不同的光斑移动速度对徐层进行激光合金化处理。分析结果表明,工艺参数极大地影响合金化效果;可得到显微硬度达1400HV的高度硬化层;选用合适的功率、光斑运动速度及预涂层厚度可得到单道轨迹、多道搭接及整个试样表面的无气孔、裂纹缺陷的组织细密的合金化层;层内主要强化相为AlNi和多种Al/Ni金属间化合物。最终得到的全试样表面合金化层的硬度比基体高60—100HV,耐磨性比基材提高3—5倍。     

Si含量对激光合金化TiC/CrxCy陶瓷涂层组织性能影响的研究

实验涂层材料以亚微米级TiC和CrxCy为强化硬质相,Fe-Cr合金为其基础粘结相,并加入特定含量的Si元素,运用激光合金化技术,在球墨铸铁表面制备出高硬度的合金化层.利用XRD、SEM、EDS等分析不同Si含量激光合金化层的相组成及显微组织,并测试其维氏硬度.结果表明:激光合金化层表面平整,并与基体实现了良好的冶金结合,形成以莱氏体与马氏体为主的显微组织;随着硅含量的提高,相和组织发生了一定变化,合金化层硬度也随之提高.     

45钢激光重熔WC-Co涂层磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在45钢表面喷涂一层WC-12Co涂层,然后对其进行激光重熔处理,考察熔覆后涂层、低碳钢以及喷涂层的磨损性能.通过光学金相显微镜观察涂层断面的形貌,并且采用显微硬度计测试涂层的硬度.通过耐磨性实验,分析了基体、超音速火焰喷涂层及激光熔覆层的磨损量.WC-12Co激光熔覆层的耐磨性比基体组织的耐磨性提高了近3倍,也明显比超音速火焰喷涂层的耐磨性要好很多.     

Fe_xCoCrAlCu/Q235激光合金化层组织及性能研究

采用激光合金化法在Q235钢表面制备FexCoCrAlCu(x=0,0.5,1,2)高熵合金涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计对激光合金化层的相结构、显微组织、化学成分和硬度进行分析。结果表明,不同Fe含量的FexCoCrAlCu/Q235高熵合金化涂层均为具有简单体心立方(BCC)结构的固溶体,合金化层与基体间呈良好的冶金结合,显微组织为典型的枝晶组织,固溶体组织中出现了成分偏析现象。激光合金化层的显微硬度远高于基材Q235钢,且随着Fe主元含量的增加,涂层显微硬度呈下降趋势。FexCoCrAlCu/Q235激光高熵合金化层由表面至基材体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵梯度变化。     

Co/介孔WC激光复合涂层的显微结构与高温磨损性能研究

以H13钢为基体材料,以Co基合金和同粒径范围介孔WC的混合粉末为合金材料,采用半导体激光器在基体表面进行激光熔覆,通过介孔WC的特殊结构,获得均匀的高性能覆层。采用扫描电镜、能谱仪、X-射线衍射分析仪和显微硬度计研究熔覆层的显微组织、元素分布、相组成和显微硬度。利用高温磨损试验机对熔覆层在常温和高温下的磨损性能进行对比分析。结果表明,熔覆层主要由γ-Co以及碳化物硬质相WC、Cr3C2、(Cr,Co)23C6和Cr7C3组成。由于介孔WC颗粒对熔覆层的弥散强化和固溶强化的作用,激光熔覆层显微硬度比基体提高了2倍左右。在600℃高温下,由于碳化物硬质相的作用,熔覆层的高温耐磨性相比H13基体提高了3倍左右,熔覆层的高温磨损形式主要以氧化磨损为主。由于温度的升高,熔覆层表面形成氧化膜,从而对熔覆层进行有效保护,因此熔覆层的耐磨性随着温度的增加而提高。     

2Cr13汽轮机叶片激光合金化的组织性能

为提高调质态2Cr13低碳马氏体不锈钢汽轮机叶片的抗气蚀性能,采用连续CO_2横流激光器对其表面进行激光合金化处理,考察其显微组织、显微硬度和抗气蚀性能.结果表明,激光合金化处理后,显著地改变了2Cr13不锈钢表面的显微组织结构,表面平均硬度可达到701.2HV_(0.2)(基材表面显微硬度为200～250HV_(0.2)),横向残余应力为211.70MPa,纵向残余应力为334.60MPa.激光合金化后,抗气蚀性能比合金化前提高一倍以上.因此,激光合金化在提高抗气蚀性能和延长叶片使用寿命上具有较好的应用前景.     

6061铝合金表面激光合金化Al-Fe-Mn-Zn-Si合金涂层的组织与性能研究

采用激光合金化工艺在6061铝合金表面制备Al-Fe-Mn-Zn-Si合金化层,以期望提高铝合金表面性能。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子显微硬度计、HSR-2M磨损试验机等材料表征手段分析了合金化层的组织结构与性能,研究结果表明:合金化层的晶相组织由结合区附近的柱状晶向表面的等轴晶过渡,且晶粒大小较基体明显细化,含有金属间化合物AlFe4Si、Al9Si、Mn5Si2以及面心立方的α-Al;激光合金化使铝合金表面硬度由104HV左右提高到了390HV左右;磨损试验结果表明,合金化层提高了铝合金表面的耐磨性。     

球墨铸铁激光熔覆镍基合金的研究与应用

用DL—HL—TH500型高功率横流CO2激光器,采用同步送粉法在球墨铸铁上激光熔覆镍基合金,结果显示,熔覆层表面质量较好,在熔覆层内裂纹、疏松、气孔等缺陷极少：合金层的显微组织比基体组织明显细化,与基体形成冶金结合,合金层显微硬度高于基体材料。采用该技术对贵重零部件进行激光熔覆修复实践表明,经修复后的零件满足使用要求,达到预期的效果。     

γ-TiAl合金激光表面气相氮化层的组织与性能

通过激光气相合金化技术在γ TiAl铸态合金表面“原位”制得以高硬度高耐磨氮化物为增强相的金属基复合材料表面改性层。运用SEM ,XRD和TEM对改性层的微观组织转变进行了研究。结果表明 :激光气相氮化改性层内的显微组织由α ,γ ,TiN和Ti2 AlN组成 ,沿层深呈不均匀分布。改性层的显微硬度最高可达 10 0 0kg/mm2 ,约为基体硬度值的两倍。讨论了影响改性层硬度的因素     

AZ31镁合金表面激光Al合金化及性能

采用火焰喷涂及激光重熔工艺在AZ31镁合金表面制备Al合金化层,以期改善镁合金的表面性能。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）等材料表征手段分析了合金化层显微组织结构特征,利用显微硬度计测量合金化层深度方向上的显微硬度,利用MRH3摩擦磨损实验机测试合金化层的耐磨性能。通过阳极极化实验评价了激光合金化组织的腐蚀性能。结果表明,AZ31镁合金激光合金化层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能明显提高,这归因于合金化层中密集分布的Mg2Al3、Mg17Al12等金属间化合物相。     

不锈钢表面激光合金化Cr-CrB2层的腐蚀性研究

为了提高SUS 304不锈钢表面的耐磨损、耐腐蚀性能,采用激光表面合金化的方法制备了Cr-CrB2层,并进行了理论分析和实验验证,取得了合金化层的组织和物相以及电化学腐蚀性数据。结果表明,合金化层组织致密、晶粒细小,与基体形成冶金结合,合金化层由奥氏体、马氏体、铁铬固溶体、碳化物和铬硼化合物组成;合金化层的耐蚀性得到提高,腐蚀速率降低,合金化层的极化曲线具有较长的活化-钝化区间;不锈钢基体发生严重的晶界腐蚀和点蚀,晶界腐蚀以孪晶晶界腐蚀为主,合金化层表面发生晶粒间的晶界腐蚀,伴有晶粒和晶界处的点蚀现象,点蚀坑明显小于基体表面的点蚀坑。这一结果对提高SUS 304不锈钢表面的耐磨损、耐腐蚀性是有帮助的。     

碳钢表面激光铬钼合金化与合金层热稳定性的研究

作者利用大功率CO2激光器在碳钢表面获得了显微硬度和成分分布均匀的铬钼合金层,实验结果表明:合金层的硬度提高到基体硬度的2～3倍,热稳定性也较基体有明显提高.另外,文中对合金层性能改善的原因也进行了初步的探讨.     

钛表面激光碳合金化与TiC生长分析

利用激光对预涂石墨粉的纯钛(TA2)进行表面熔凝处理。并用扫描电镜、电子探针、X射线衍射和高分辨电子显微镜等分析手段知其合金化层内生成了大量的枝状TiC,发现枝状TiC是由类似块状晶线性排列组成。理论分析了枝状TiC晶体的生长机制是经过连续生长和侧面生长两阶段的生长过程形成的。性能测试表明,其表面硬度较基体大为提高,且摩擦系数较基体明显降低。激光工艺参数影响合金化层的组织性能,选择适宜的工艺参数方能获得理想的表面合金化层。     

Inconel 625激光合金化层组织、性能与耐磨性研究

采用预制涂层激光合金化法 ,在镍基高温合金Inconel 6 2 5表面预置WC -TiC粉末涂料 ,在增碳、锆条件下可获得成形好、无裂纹、与基材形成冶金结合的合金化层。合金化层组织特点是在γ -Ni枝晶内和枝晶间均匀分布大量从液态析出的复合碳化物。电子探针微区分析表明 ,在γ -Ni枝晶内析出富Ti、Nb、Zr、W、Mo的颗粒状复合碳化物 ,颗粒尺寸 1～ 2 μm ,颗粒数达 10 4个 /mm2 量级 ;在γ -Ni枝晶间析出富W、Mo、Cr的形态复杂的条、块状复合碳化物。合金化层显微硬度约为HV0 .2 4 0 0 ,比Inconel 6 2 5合金硬度HV0 .2 2 5 0提高了 6 0 %。环块磨损试验发现 ,上试样为GCr15标准环时 ,激光合金化层耐磨性是Inconel6 2 5合金的 4 .1倍 ,摩擦系数降低 16 % ,耐磨性与钢表层氮化处理试样相当。上试样为渗碳淬火钢环时 ,激光合金化层耐磨性是钢氮化处理试块的 5 .7倍。研究表明 ,镍基高温合金Inconel 6 2 5表面激光合金化制备原位自生复合碳化物颗粒为增强相的激光合金化层具有很好的工艺重现性。     

45~#钢激光铬钼合金层性能的研究

本文对45~#钢表面激光铬、钼合金化前后各项性能进行了分析比较。结果表明,激光铬钼合金化可使45~#钢表面耐磨性提高1～2倍,也可使45~#钢表面的抗高温氧化性和耐酸腐蚀性有较大程度的改善。     

ZL108镍基粉末激光表面合金化气孔与裂纹的研究

ZL10 8表面镍基粉末激光合金化的实验研究表明 :激光合金化层的显微组织由两部分组成 ,与基体金属交界处是垂直于熔合线生长的具有定向凝固特征的树枝状晶 ,合金化区是细小的等轴状晶。在树枝状晶相邻间的凹陷处和基体金属未熔化晶粒的界面上最有可能产生气泡核 ,熔池保护不良 ,合金粉末或粘接剂中残存水分 ,均是影响气泡生成的主要因素。对于合金层中的裂纹 ,主要是在熔池凝固末期 ,已凝固合金化层金属塑性不足并在残余拉应力作用下造成的低塑性脆化裂纹。     

Ultrasonic Bonding Using Anisotropic Conductive Films (ACFs) for Flip Chip Interconnection

In this paper, a novel anisotropic conductive film (ACF) flip chip bonding method using ultrasonic vibration for flip chip interconnection is demonstrated. The curing and bonding behaviors of ACFs by ultrasonic vibration were investigated using a 40-kHz ultrasonic bonder with longitudinal vibration. In situ temperature of the ACF layer during ultrasonic (U/S) bonding was measured to investigate the effects of substrate materials and substrate temperature. Curing of the ACFs by ultrasonic vibration was investigated by dynamic scanning calorimetry (DSC) analysis in comparison with isothermal curing. Die adhesion strength of U/S-bonded specimens was compared with that of thermo-compression (T/C) bonded specimens. The temperature of the ACF layer during U/S bonding was significantly affected by the type of substrate materials rather than by the substrate heating temperature. With room the temperature U/S bonding process, the temperature of the ACF layer increased up to 300degC within 2 s on FR-4 substrates and 250degC within 4 s on glass substrates. ACFs were fully cured within 3 s by ultrasonic vibration, because the ACF temperature exceeded 300degC within 3 s. Die adhesion strengths of U/S-bonded specimens were as high as those of T/C bonded specimens both on FR-4 and glass substrates. In summary, U/S bonding of ACF significantly reduces the ACF bonding times to several seconds, and also makes bonding possible at room temperature compared with T/C bonding which requires tens of seconds for bonding time and a bonding temperature of more than 180degC.     

TC4表面激光熔覆Fe60-TiO2涂层性能研究

为了提高TC4合金表面的硬度和减磨性、优化工艺参数, 采用多组工艺参数(不同功率、不同TiO₂粉末含量)在TC4板表面制备不同比例的Fe60-TiO₂复合涂层, 分析了熔覆层宏观形貌、表面维氏硬度和减磨性。结果表明, 当激光功率为500W、TiO₂质量分数为0.10时, 熔覆层表面较平整; 通过X射线衍射分析熔覆层生成较多Ti化合物, 这些Ti化合物对提高熔覆层硬度和减磨性非常有利; 熔覆层硬度比基体提高了约2.5倍; 摩擦系数较基体相比有所降低, 熔覆层的平均摩擦系数约为0.46。此研究结果对TC4钛合金表面熔覆Fe基复合涂层的硬度和减磨性工艺参数有一定指导作用。     

60号钢表面激光碳氮硼合金层的电子显微分析

一 引言 激光表面合金化是一种局部表面变质处理的新方法,用真空蒸镀、电镀、涂敷粉末或薄膜在金属材料的工件表面上,然后用激光束把其表面熔化并控制在要求的深度,使表面产生厚度为10～1000μm的熔化层,合金元素将扩散进入工件表面的液态薄层,在凝固时熔化层获得的冷却速度可达10~4～10~6℃/s,相当于急冷淬火技术所能达到的冷却速度,故在短时间(一般为0.1～10s)内就可以就地生成一层所希望的一定深度的新的合金层,这种合金层与基体之间的结合力很强,属于冶金结合。 本文用高功率CO_2激光束对60号钢进行了表面C-N-B合金化,并对合金层进行了显微组织观察和X射线物相分析。     

扫描速率对激光熔覆镍基合金涂层性能的影响

为了提高材料表面强度和硬度,在材料的表面采用激光熔覆技术熔覆合金涂层以提高其表面性能。相同的激光功率下采用不同的激光扫描速率在材料表面激光熔覆制备镍基（Ni60）复合涂层,取得了在基材表面获得理想熔覆层的工艺参量,并对熔覆层的性能进行了检测。结果表明,随着激光扫描速率的增加,表面粗糙度变大,熔覆层的宽度、高度、基材的熔化深度都有一定程度的降低,裂纹出现增大趋势,熔覆层显微硬度高出基材显微硬度约500HV,激光熔覆技术在一定范围内可以实现对基材的表面硬化。该结果为材料表面强化的研究提供了参考。