液压碳石墨密封环激光辅助车削的加工性能研究

为了实现液压碳石墨密封环的高效车削加工,采用激光辅助加工方法,进行了碳石墨密封环材料的激光辅助车削加工研究.考虑到碳石墨密封环材料具有高强度、高硬度等特点,利用激光束对工件进行局部加热,以提高加工效率、减小切削力和刀具磨损.针对碳石墨M104密封环的车削加工过程,进行了常规切削和激光辅助切削的对比实验研究.设计了激光辅助加工的实验流程,并进行了工艺参量的合理选择,得到了较高的切削效率.结果表明,激光辅助切削的主切削力和径向力分别比常规切削下降了23.5%和19.9%;激光辅助切削的切削区温度分布与常规切削相近;刀具磨损和破损的程度较小,能获得较好的表面加工质量.     

激光加热辅助切削工程陶瓷研究及应用现状

介绍了一种新的陶瓷加工方法：即采用激光来加热陶瓷，陶瓷在高功率激光的作用下瞬时升温而软化，硬度和脆性大大降低，再用硬质合金刀具像切削金属一样来加工陶瓷。在此基础上，综述了各种工艺参数，如激光功率、光斑大小、材料、进给速度、切削深度、激光作用点与刀具的距离、工件旋转速度等对激光加热辅助切削工程陶瓷质量的影响。还给出了国内外研究进展，并对其发展做了展望。     

超声辅助工艺对激光熔覆涂层组织性能影响

为提高传统激光熔覆涂层中的组织性能和整体质量,采用空载式超声振动辅助设备制备涂层。在45钢表面制备304L+La₂O₃涂层,分析研究了熔覆层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明：超声振动产生的空化效应以及声流作用能够使涂层晶粒更加细小,改善组织性能。施加超声后熔覆层硬度平均为758.2 HV,比无超声工艺提高了7.4%,摩擦因数和磨损量分别降低了6.5%和12.9%。     

脉冲激光辅助切削氧化铝陶瓷工艺参数选取的研究

激光辅助加热切削是解决陶瓷类硬脆材料难加工问题的有效方法。为研究工艺参数的选取对脉冲激光辅助切削陶瓷加工效果的影响,建立了脉冲激光加热辅助切削Al2O3陶瓷传热模型,求解不同参数组合下工件温度场分布。根据Al2O3陶瓷温度在1000K以上时的软化层尺寸选取理论上合适的切削用量;采用激光参数和切削用量开展切削试验,统计试验切除率,检测加工表面粗糙度和表面形貌,探讨试验切除率与加工表面粗糙度之间的关系,结果发现采用温度场模拟获取的工艺参数能够获得较高的加工质量和切除效率。研究表明通过模拟温度场分布从而选取切削工艺参数,能有效保证脉冲激光辅助加热切削陶瓷类硬质脆性材料的工艺要求。     

应用加热软化和应力效应的激光加工技术

常规激光加工技术多是利用高温使材料熔化或气化而达到加工目的,但是往往需要克服在激光加热过程中引起的材料软化和热应力.探讨了利用激光加热引起的软化和热应力效应进行加工的可行性,主要研究了激光加热辅助切削(LAM)技术和激光加热弯曲三维成形技术等非常规激光加工技术,着重探讨了LAM陶瓷材料的温度场变化、切屑形态和加工表面形...     

超声振动辅助激光烧蚀铝表面形貌仿真分析

为研究超声复合激光蚀除机理,本文使用COMSOL软件对超声振动辅助激光烧蚀金属铝表面烧蚀过程进行仿真,对比研究了超声振动对激光蚀除机理和过程的影响。研究发现,激光烧蚀的开始阶段主要以高温汽化来去除材料。随着烧蚀时间的增加,蚀除方式主要转变为熔融物飞溅蚀除,这对烧蚀凹坑的形成起主要作用。并研究了不同频率下激光蚀除材料的速度,研究发现,引入超声振动后,蚀除速度降低了26.2%-39.43%。     

激光微织构对WC硬质合金刀具表面影响

为了研究不同能量和波长的激光参数对刀具表面微织构的影响,采用Nd∶YAG固体激光器不同参数(波长、能量)的激光烧蚀碳化钨(WC)硬质合金刀具表面,利用X350A型应力测定仪器,硬度测试仪以及光学显微镜,从残余应力、显微硬度和微观形貌等方面分析了激光微织构造型工艺对其表面特性的影响。结果表明,激光对WC硬质合金表面微织构后表面的残余应力和硬度影响较小,而不同参数的激光冲击后微观形貌区别较大。     

40Cr刀体3D激光熔覆层优化及其显微组织结构

通过GS-TFL6000型横流CO2激光器,采用YG813硬质合金粉末和自行设计的TiC/Co50复合粉末作为预置层,在40Cr刀具基材表面进行了激光熔覆实验研究。借助光学显微镜和X射线衍射仪分析了复合粉末成分配比和激光工艺参数对刀具表面修复层宏观形貌和组成与结构的影响。结果表明,采用YG813硬质合金粉末无法得到良好熔合质量的修复层,而自行设计的复合粉末在激光功率为4.5 kW,扫描速度为400 mm/min时,预置层经高能激光束辐照后可以得到表面熔合质量良好的修复层。显微组织结构分析显示,修复层组织细密,无明显气孔和裂纹缺陷;不同激光工艺参数下的修复层物相组成基本相同,基体相主要由γ-Co和少量Ni3(Cr,Fe)固溶体组成,大量颗粒状TiC增强相弥散分布在基体组织中。     

ZrO2陶瓷激光加热辅助切削工件表面性能的研究

ＺｒＯ_２陶瓷材料在不同激光参数的照射下,表面的组织和物理性能;ＺｒＯ_２的抗热震性能。并用解析法对激光加热温度场分布规律进行了分析计算,为ＺｒＯ_２陶瓷材料激光加热辅助切削工艺提供依据。     

复合材料加工研究现状及激光在其加工中的应用

简要分析了当前国内外复合材料加工的研究现状和发展趋势,并介绍了复合材料的特种加工技术,重点阐述了激光加工复合材料,具体内容包括切削力、切削热和切削刀具材料及结构等方面的研究成果。综合分析后,对未来激光加工复合材料的发展作了展望。     

硬质合金的激光增韧研究

报道了经激光处理后硬质合金表面抗弯性能的提高及其与钴相结构的关系。讨论了能量密度与抗弯强度的关系。通过YG2 0硬质合金经激光处理后表面结构的变化 ,分析了显微硬度、耐磨性、韧性等提高的原因 ,给出了相关的实验结果。     

硬质合金激光毛化工艺试验研究

为了探究激光毛化技术在硬质合金材料表面实现微织构的应用潜能,采用单因素分析法,在YG6X硬质合金刀片表面进行了激光毛化工艺试验研究,获得了直径约270m,高度约6m的火山口形貌的微织构。结果表明,激光脉冲宽度、抽运电压、气体压力对毛化微织构形貌有着显著影响,脉冲宽度和抽运电压会较大地增大织构尺寸,气体压力显著减小织构高度约43%;硬质合金激光毛化微织构易出现微裂纹,由中心延伸至周边;组织中材料分布不均,中间有大块孔洞与空腔,但与基体有着紧密的结合强度。     

长脉宽激光切割聚晶立方氮化硼工艺研究

为了获得聚晶立方氮化硼（PCBN）最优的激光切割质量和切割效率,依据烧蚀直径和入射激光脉冲能量的函数关系,得出PCBN烧蚀阈值为1.796J/cm2。采用Nd:YAG激光器对型号为BN250的PCBN进行切割试验,分析了切割速率、激光功率以及脉冲频率对切割质量的影响规律。通过切缝的显微观测对比,总结出不同激光工艺参量下PCBN缝宽的变化趋势。结果表明,对于脉宽为100μs的激光,当激光功率为28W、脉冲频率为60Hz、切割速率为20mm/min时,能够获得PCBN激光切割的最优切缝和较高的切割效率。该工艺方法和数据的建立,对今后PCBN或其它超硬材料的激光加工有着重要参考价值。     

YG8硬质合金激光钎焊接头显微组织的研究

提出了以激光作为焊接热源．以Ｃｕ为填充材料进行硬质合金连接的新方法、对焊接试样的显微组织进行了分析讨论．给出了在激光作用下,硬质合金的钢钎焊接头的焊缝、母材及钎焊界面处的成分和组织变化情况。     

陶瓷刀具表面微织构激光加工工艺的实验研究

较好的刀具表面微织构可以改善刀具摩擦磨损性能,提升刀具切削性能,延长刀具使用寿命。针对光纤激光在陶瓷刀具表面加工微织构的过程中,激光功率、频率、扫描速度和扫描次数对微沟槽尺寸和形貌的影响进行了实验研究。确定了使用1064 nm波长光纤激光器在陶瓷刀具表面加工微织构的合理参数。选用不同形貌微织构和无织构刀具进行摩擦磨损实验并进行对比。实验结果表明,微织构可以降低陶瓷刀具表面摩擦系数,提高其抗磨损性能。微织构沟槽深度或宽度较大时作用效果较差。     

碳化硼厚板的激光切割工艺及其机制

介绍了碳化硼陶瓷加工中存在的主要问题,将激光技术应用于加工碳化硼陶瓷上,研究出一种新型加工方法,设计出两种有效的激光切割方法并对碳化硼陶瓷进行切割。在实验基础上分析了激光加工参数对加工的影响,采用扫描电镜(SEM)对各种激光切割工艺的断口进行分析和讨论,提出激光加工碳化硼陶瓷的自行断裂机制。实验结果表明,在特定的功率下激光能够用来加工碳化硼陶瓷厚板。对于厚度为5.5 mm碳化硼陶瓷板,Nd∶YAG激光平均功率为130 W时,激光束沿同一位置重复走刀两次即可切断,最高切割速度可达到120 mm/min,可以做到无微裂纹切割。     

激光熔敷NiCrBSi-WC涂层的冲蚀磨损行为

研究了激光熔敷NiCrBSi-WC涂层的冲蚀磨损行为,分析了冲蚀磨损形貌,评价了冲蚀磨损性能,探讨了冲蚀磨损机理以及熔敷层组织与冲蚀磨损性能的关系。结果表明,激光熔敷NiCrBSi-WC涂层的冲蚀磨损机理是NiCrBSi基体的犁削切削和WC粒子的脆裂剥落;随WC含量增加,冲蚀磨损性能提高,NiCrBSi-60WC涂层耐磨性是16Mn钢的3.54倍;WC粒子和NiCrBSi基体的互相保护可有效地提高熔敷层的冲蚀磨损性能。     

磁场辅助激光沉积涂层微观组织与性能研究

为了改善激光沉积过程中，涂层出现气孔、裂纹与基材结合不良等缺陷，采用旋转磁场辅助激光沉积的方法，在304奥氏体不锈钢制备了Fe106+镍包碳化钨（质量分数为0.05）复合涂层。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光共聚焦扫描显微镜等表征手段进行了组织结构和物相分析，通过硬度计、摩擦磨损试验机对其耐磨性进行测定。结果表明，旋转磁场可以抑制熔池流动，促进了涂层组织细晶强化和匀质效应；磁场强度为70mT时涂层显微硬度是无磁场涂层的1.16倍；相同的磨损条件下，磁场强度为70mT的涂层比无磁场涂层失重降低了64.2%，耐磨性得到明显改善。利用磁场辅助激光沉积对改善激光沉积缺陷是有帮助的。     

高速钢激光相变强化层的耐磨性及刀具的切削性能

研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ高速钢激光相变强化层的组织和耐磨性能，并对高速钢刀具的切削性能及失效形式进行了分析讨论．结果表明：高速钢经激光相变强化后组织和性能得到了很大的改善，硬度达１００３Ｈｖ０．１以上，且韧性有显著提高，耐磨性提高了２～８倍．刀具激光相变强化后．寿命提高了３～５倍，是以磨损形式失效的。