扫描速度对车用316L不锈钢熔覆层组织及力学性能的影响

采用不同激光扫描速度在304不锈钢表面制备了316L熔覆层，通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度计分别对316L熔覆层宏观形貌、相组成、微观组织及显微硬度进行研究。结果表明，316L熔覆层呈单相奥氏体结构，随着扫描速度升高，激光功率密度降低，热输入减小，冷却速度加快，熔覆层晶粒尺寸减小。熔覆层显微硬度与扫描速度成正相关，其中扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层显微硬度最高，为275HV_0.3。熔覆层显微硬度的升高是晶格畸变导致的固溶强化和细晶强化的协同作用引起的。磨损试验结果表明，316L熔覆层平均摩擦系数显著低于304不锈钢基体，扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层摩擦系数为0.424,磨损率为2.29×10^-6mm³/(N·m),磨损机理为磨粒磨损。     

液压支架立桂激光熔覆铁基合金涂层的研究

采用4 kW半导体激光器在液压支架立柱表面进行不同熔覆速度下铁基合金粉末熔覆,分别对其稀释率、微观组织、耐蚀性能等进行分析和研究。结果表明:在熔覆层厚度均为1.5 mm左右的情况下,不同熔覆速度下,稀释率几乎不变;熔覆层均无气孔等缺陷,与基体冶金结合良好,组织致密,主要由细小发达的树枝晶组成;在质量分数为5%的NaCl溶液中均发生钝化现象,且当熔覆速度为300 mm/min时,所得到的熔覆层自腐蚀电位最高,自腐蚀电流最小,点蚀电位最高,耐腐蚀性能最好。     

超高速激光熔覆Fe-Cr-B基耐磨涂层工艺优化及性能研究

使用超高速激光熔覆在45钢表面制备了Fe-Cr-B基耐磨涂层。采用正交实验研究了激光功率、扫描速度和送粉速度对单道熔覆层宽高比和裂纹的影响，并研究了搭接率对熔覆层表面质量的影响。结果表明，适宜的工艺参数为：激光功率2 300 W、扫描速度250 mm/s、送粉速度24 g/min、搭接率70%,此工艺参数下涂层硬度在754HV_0.2到831HV_0.2之间(是基体硬度的2.36～2.60倍),在相同条件下铁基涂层的体积磨损量仅为电镀硬铬镀层的3.64%。     

激光熔覆层裂纹的影响因素

对激光熔覆层裂纹形成的影响因素进行了研究,激光熔覆试验结果表明:熔层组织中共晶组织和熔覆层底部粗大的树枝晶是熔覆层的薄弱区,易于产生裂纹;在熔覆前后或进行过程中,对基材进行预热处理,可有效消除或减少熔覆层中的裂纹;增大激光功率、减少送粉量,激光熔覆熔层开裂倾向降低;增大熔覆速率,熔覆层的开裂倾向将增大.     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

钼及La_2O_3对激光原位合成TiC-VC颗粒增强镍基复合涂层组织和性能的影响

研究添加钼粉及稀土氧化物La_2O_3对Km TBCr15Mo高铬铸铁表面激光原位合成TiC-VC颗粒增强镍基复合涂层组织及耐磨性的影响,分析钼及La_2O_3的作用机理。结果表明,熔覆层无裂纹且组织致密,熔覆层的组织主要由(Fe,Ni)固溶体,细小颗粒状或树枝状TiC-VC复合碳化物组成。随着钼粉的加入,熔覆层的组织更为均匀,钼元素起到细化晶粒的作用,使弥散分布的TiC、VC颗粒难以聚集长大。随着La_2O_3的加入,熔覆层的形核核心增多,更多的雪花状TiC-VC弥散分布于熔覆层组织中。由于钼具有较强的碳化物形成能力以及对显微组织起到晶粒细化作用,La_2O_3对显微组织的细化及涂层的净化具有较大作用,因此适当的钼粉(5%)或稀土La2O3能提高熔覆层的硬度及耐磨性。     

混粉工艺对激光熔覆WC／Ni60B涂层组织硬度的影响

激光熔覆技术通过高功率激光熔化涂层材料及基体表层，可在普通金属材料表面获得与基体皇冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料的耐磨、耐蚀、耐热及抗氧化等性能，成为激光表面改性研究和发展的热点。为提高熔覆层的性能，通常考虑利用激光熔覆制备金属基复合陶瓷涂层。大多数学者重点研究了金属基体材料的选择对涂层熔覆性能的影响；激光工艺参数对涂层组织性能的影响；以及陶瓷颗粒的种类、形状、大小对涂层性能的影响。而由于金属基体合金粉末的密度与陶瓷颗粒的密度相差很大，无论是用激光送粉法还是用预制涂崖都很难制备出组织均匀的涂层。     

矿用活柱表面激光熔覆强化技术的研究

采用激光熔覆技术对矿用活柱表面进行强化,利用金相显微镜、显微硬度计、EDS能谱分析等方法对激光熔覆层的显微组织、元素成分、显微硬度进行研究和分析。结果表明:激光熔覆层的显微组织主要以细小均匀的等轴晶和树枝晶为主,激光熔覆层中的Cr含量达16%以上,激光熔覆层表面的显微硬度达HV630,约为基材的2.5倍,硬度和耐腐蚀性能提高显著。     

激光熔覆工艺参数对镍基高温合金成形形貌的影响

激光熔覆成形过程中,工艺参数的选取对熔覆成形质量至关重要,为解决熔覆成形控形难,工艺参数选取,试错实验周期长的问题。采用ANSYS参数化语言APDL建立三维瞬态模型,模拟激光功率、扫描速度、送粉量、光斑直径4个工艺参数对温度和冷却速率的影响,优选出成形质量良好的工艺参数。结合3组实验结果,熔覆层的宽、高、深尺寸及晶相显微组织验证数值模拟的可行性。结果表明：模拟得出的最佳工艺参数为激光功率1400W,扫描速度10mm/s,送粉量1.8r/min,光斑直径2mm。熔覆层的宽、高、深数值模拟尺寸与实验结果一致,且优选的工艺参数成形质量优于对照组的成形质量,这为IN718镍基高温合金激光熔覆成形控形问题提供了很强的参考价值。     

叶片等离子熔覆层显微组织及其耐磨性研究

利用等离子束表面熔覆设备,在煤矸石制砖搅拌机叶片表面熔覆含硼铁基合金粉末,得到呈冶金结合的熔覆层,并对熔覆层的显微组织及其耐磨性进行了研究.结果表明:熔覆层由弥散分布的(Cr,Fe)2B,Fe2B,Mo2C,Fe23(C,B)6相和γ-(Fe,Ni)枝晶组成,其表面硬度平均值为67HRC.磨损试验表明,熔覆层的耐磨性分别是叶片基体和K400耐磨钢的6.9倍和6.3倍.工业性试验表明,和未熔覆的叶片相比,熔覆后叶片使用寿命可提高3～4倍.     

激光沉积修复不锈钢管道组织性能及断裂机理分析

选取316L不锈钢粉末以激光沉积方式对含预制裂纹的316L不锈钢核电管道进行不同工艺参数的沉积修复,通过光学显微镜观测修复区宏观形貌和显微组织,通过显微硬度计、拉伸试验机测定修复试样力学性能,利用疲劳试验机测试不同扫描速度下修复试样疲劳寿命,并用扫描电镜观察断口形貌特征。结果表明,修复区由熔合区和熔覆区组成,熔覆区由胞状晶、柱状晶、树枝晶组成,熔合区呈现网状晶体结构。显微硬度分布呈现熔合区>熔覆区>热影响区>基材。在一定范围内,随着激光功率的增加、扫描速度和送粉速率的减少,晶粒尺寸逐渐增大,修复区显微硬度呈下降趋势,热影响区硬度呈上升趋势。当激光功率为1 300 W、扫描速度9 mm/s、送粉速率0.5 g/min,试样伸长率为61.61%,在400 MPa应力水平下,循环次数为67 225次。由于良好的宏观形貌、修复区细化的晶体、程度较小的加工硬化,试样表现出良好的塑性和抗疲劳性能,力学性能最优。     

单体液压支柱缸体激光熔覆Ni60A+20％WC性能

结合煤矿特殊环境特点,以煤矿单体液压支柱缸体用钢27SiMn为基体,激光熔覆Ni60A+20％WC合金粉末制备熔覆层。采用扫描电镜、硬度计、磨损实验机、盐雾试验机对熔覆层性能进行分析研究。结果表明：熔覆层与基体间为冶金结合,熔覆层耐磨性比基体材料有较大提高。熔覆层有很高的显微硬度和较强的耐腐蚀性能。     

激光熔覆Ni包铸造碳化钨提高材料的耐磨性

在激光熔覆金属陶瓷层中,陶瓷相的组织结构特征及分布状态在很大程度上影响着金属陶瓷层的性能。分别利用镍包铸造碳化钨颗粒和铸造碳化钨颗粒进行激光熔覆,对两种涂层进行对比,并对镍包碳化钨涂层的耐磨性及影响因素进行研究。研究结果表明,镍包铸造碳化钨颗粒涂层的质量良好,无裂纹,在Al2O3磨粒干磨损条件下耐磨性比基体提高3-16倍。     

激光熔覆Fe-Cr-W-V梯度涂层组织性能研究与有限元分析

采用类似于高速钢的材料作为工作层,在工作层成分基础上通过降低主要元素含量作为过渡层。利用激光熔覆的方法将材料熔覆到45号的基体上,在工作层中添加0-0.2 %的稀土氧化铈,结果表明,添加一定量的稀土可以细化晶粒,提高其硬度、耐蚀性、耐磨性。添加0.1 % Ce2O3的复合涂层性能最优,其表面硬度可达62.2 HRC,相对耐磨性较无稀土的复合涂层可提高20 %。添加Ce2O3含量0.1 %和0.2 %的复合涂层的耐蚀性相对未添加稀土涂层分别提高1.88倍、1.72倍。利用Marc软件对过渡层熔覆过程进行模拟,将模拟的应力值与小孔法测量的应力值进行比较,模拟得到的应力值与实测应力值变化趋势拟合较好,纯工作层成分的熔覆层残余应力最高,增加过渡层后可大幅降低残余应力,实测工作层横向为812 MPa,确定最佳梯度层成分M2梯度层成分为最优。     

MATLAB在激光涂层零件性能分析与预测中的应用

制备了自熔合金粉末激光熔覆涂层试件,在多次撞击疲劳试验机上进行了多冲试验。在MATLAB环境中建立了激光涂层零件多冲性能分析的BP神经网络模型,并用因素分析法分析得到应力水平比涂层厚度对涂层零件的多冲性能影响更大。同时,在MATLAB环境中建立了激光涂层性能预测界面,用该界面可以实现对激光涂层零件多冲性能的预测。     

镀银羰基镍粉的制备及其性能研究

利用化学镀法制备镀银羰基镍粉, 并以此粉体为导电填料制备了电磁屏蔽材料, 优选了羰基镍粉/硝酸银配比参数。采用扫描电镜对该粉体进行了表征, 并分析了材料的导电、电磁屏蔽与力学性能。结果表明, 镀银羰基镍粉的导电性能及其屏蔽材料的电磁屏蔽效能均比未镀银时提升1倍以上, 并随羰基镍粉/硝酸银摩尔比增加, 表现出先增强后减弱的趋势。这一变化趋势与其镀银层微观结构有关：当羰基镍粉/硝酸银摩尔比达到0.2时, 羰基镍粉表面形成了致密的镀银颗粒; 而当摩尔比达到0.3时, 粉体表面的镀银颗粒逐渐粗大化。镀银配比变化对屏蔽材料力学性能影响不大。