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。     

激光功率对激光熔覆 FeCrBSi 合金组织和性能的影响

采用激光熔覆技术在 45 钢表面制备了 FeCrBSi 熔覆层, 研究了激光功率对熔覆层组织和硬度的影响规律。 试验结果表明, 激光熔覆 FeCrBSi 熔覆层上部、 中部和下部的组织分别为等轴晶、 胞状晶和胞状树枝晶、 平面晶。 在扫描速率 8 mm/s, 送粉率 33 g/min, 光斑直径 3.19 mm, 激光功率 1800~3400 W 的条件下, 随着激光功率的增 加, 熔覆层不同位置的显微组织变粗; 熔覆层硬度先升高再降低; 熔覆层磨损体积先减少后增加; 熔覆层的自腐 蚀电位先升高后降低; 自腐蚀电流密度先降低后升高。 当激光功率为 2600 W 时, 熔覆层具有最高显微硬度 669 HV0.2, 熔覆层耐磨性最好, 磨损体积为基体 59.8 %, 同时熔覆层的耐蚀性最优, 自腐蚀电位为 -426.41 mV, 自 腐蚀电流密度为 0.45 μA/cm2。     

激光熔覆技术研究进展

综述了近几年激光熔覆技术的研究进展,包括了激光熔覆涂层材料、激光熔覆层组织、以及主要工艺参数对熔覆层的影响等,对激光熔覆涂层存在的主要问题进行了归纳总结。在此基础上指出了激光熔覆技术的主要发展方向。     

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。     

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。     

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。     

镁合金表面激光电弧复合熔覆 5556 铝合金工艺研究

铝合金熔覆是轻量化镁合金表面涂层防护的重要方法。 本研究使用 AZ80A 镁合金作为基材, 使用 5556 铝 合金作为熔覆合金, 并使用激光电弧复合熔覆进行了铝合金熔覆层制备。 对熔覆层组织进行了分析, 重点研究了 激光摆动对熔覆层品质的影响。 结果表明, 当激光无摆动时, 熔覆层宽度有限, 无法正常形成各道次熔覆层的有 效搭接, 且缺陷较多。 在增加激光摆幅的情况下, 激光加热能量会更均匀地在镁合金基材表面分散, 有效增加了 熔宽, 提升了各道次熔覆层的搭接率, 促进内部缺陷更少、 品质更高的连续熔覆层的形成。     

不同熔覆材料对送粉激光熔覆层组织、性能的影响

在铁基自熔合金基础上分别加入稀土硅铁和铌铁在球墨铸铁基体上进行激光熔覆，通过对熔覆层显微组织的观察及性能的测试，得出不同熔覆材料对熔覆层组织、性能的影响。     

45 钢表面激光熔覆铁基合金粉末研究

针对 45 钢基材设计了 Fe55 激光熔覆合金粉末, 并进行了工艺验证, 获得了高硬度、 表面无裂纹的激光熔 覆层。 利用金相显微镜、 显微硬度计、 摩擦磨损试验、 中性盐雾试验研究了熔覆层的组织、 结构、 磨损和耐腐蚀 性能。 结果表明： 熔覆层硬度可达 HV1640, 与基体的结合为冶金结合, 显微组织为树枝状等轴晶, 耐磨性和耐 腐蚀性能优异。     

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     

不同送粉速度对TC4钛合金表面激光熔覆的影响

采用光纤激光对TC4钛合金表面进行熔覆改性,研究送粉速度对熔覆工艺过程和熔覆层性能的影响。采用高速摄像机拍摄了加热粉末在空间的分布形貌,采用光学显微镜观察了熔覆层横截面形貌,采用EDS分析了熔覆层的氮含量分布,并测量了熔覆层横截面的显微硬度。实验表明,送粉速度较小时,粉末吸收少量激光能量,熔池较大,熔覆层宽而浅;送粉速度较大时,粉末吸收大量激光能量,熔池较小,熔覆层窄而深。当送粉速度较大时,熔覆层的氮元素含量和显微硬度均分布基本均匀,无明显梯度;随送粉速度增加,熔覆层显微硬度会增加,并稳定在约9.3 GPa。     

一种基于 Ni60 的激光熔覆耐磨合金粉末设计

针对Ni60合金粉末进行了成分设计优化,通过添加WC提高耐磨性,调整B和Si元素以及WC含量控制熔覆层的开裂敏感性,并进行了工艺验证,形成了激光熔覆专用耐磨合金粉末。结果表明:设计的新粉末经激光处理后,可获得无明显裂纹而微观裂纹少的较高质量熔覆层,熔覆层的开裂敏感性减小,耐磨性明显提高。     

TiC 含量对激光熔覆 Fe 基复合涂层组分和性能的影响

采用激光熔覆技术在高锰钢基材上制备了不同 TiC 含量的 Fe 基复合涂层, 研究了 TiC 含量对熔覆层组分 和性能的影响。 试验结果表明, 熔覆层化学组分包含奥氏体、 M7C3 碳化物、 TiC 析出相和未熔 TiC 颗粒。 随着 TiC 含量的增加, 熔覆层硬度逐步增加, 耐磨性能先增加后降低。     

高锰钢表面激光熔覆 Fe-WC 复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在高锰钢基体上制备了不同WC含量的Fe-WC复合熔覆层,研究了WC添加量对熔覆层组织和性能的影响。试验结果表明,不同WC含量的Fe-WC熔覆层均含有马氏体、M7C3碳化物和未熔WC颗粒,当加入20wt.%的WC时,熔覆层中出现了残余奥氏体,共晶碳化物呈鱼骨状沿晶界析出。Fe-WC熔覆层的硬度和耐磨性随着WC添加量的增多而增大,熔覆层中WC颗粒减小熔覆层基体与对磨副的接触面积,合金基体固定和支撑WC颗粒避免其剥落,二者协同作用使得熔覆层耐磨性增加。     

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M_7C_3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Mo_2C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,提高熔覆层的硬度和耐磨性,但Mo加入过多时,碳化物聚集长大成粗网状,使熔覆层耐磨性降低。     

紫铜上激光熔覆镍基自熔合金组织和性能研究

采用万瓦横流CO2激光器在紫铜表面熔覆镍基自熔合金熔敷层,并采用SEM、XRD、OM和显微维氏硬度计进行组织结构和硬度分析。结果表明:在紫铜表面完全可采用激光熔覆的方法制备镍基自熔合金的熔覆层,熔覆层与铜基体形成冶金结合,组织致密、晶粒细小、无裂纹、孔隙夹杂等缺陷,熔敷层内具有等轴晶、树枝晶及胞状晶等不同结构,并有WC、W2C、Ni3B等强化相颗粒。同时,与采用超音速火焰喷涂(HVAF)涂层进行对比,结果表明激光熔覆层硬度虽然低于喷涂涂层,但磨擦系数小,耐磨损性能有明显的提高。     

激光熔覆工艺及熔覆材料进展

激光熔覆技术在目前材料表面改性技术中应用较广泛。本文概述了激光熔覆技术及工艺方法,介绍了激光熔覆材料分类及特点,并展望了激光熔覆技术的发展前景。     

激光熔覆FeNiCrBSi系列多组元合金粉末的液压支架立柱

为获得更高性价比的激光熔覆液压支架立柱,开发2种重载专用的新型多组元合金粉末进行液压支架立柱熔覆工艺筛选,并采用SEM、CASS、PT探伤等分析方法,检测分析了合金粉末显微形貌及微区成分、熔覆层剖面缺陷、表面硬度、耐腐蚀性能、耐磨性能。结果表明,合金粉末FeNiCrBSi-B较FeNiCrBSi-A的关键元素分布更为均匀,球形度更佳;FeNiCrBSi-A、FeNiCrBSi-B合金粉末的熔覆硬度分为HRC 57.0、HRC 52.6;FeNiCrBSi-B合金粉末的8000W激光熔覆试样未见明显熔覆缺陷;熔覆层FeNiCrBSi-A、FeNiCrBSi-B均能有效提升基体的耐磨性能,且FeNiCrBSi-A熔覆层的耐磨性更好,FeNiCrBSi-B熔覆层的耐腐蚀性能更好。     

激光熔覆矿井液压支架用FeCrNiBSiC系合金组织性能的研究

针对现有煤矿液压支架表面激光熔覆层抗腐蚀性差、裂纹敏感性高的问题,通过提高合金成分中Ni元素含量,添加Nb元素及控制C元素含量的方法,以期提高熔覆层抗腐蚀性并降低裂纹敏感性。本文通过扫描电镜、EDS等测试方法对成分改进前后的熔覆层组织结构进行了分析,并对200h盐雾腐蚀后的熔覆层组织结构及腐蚀机理进行了分析探讨。结果表明,Ni含量的提高使得熔覆层内残余奥氏体含量增加,从而增加熔覆层韧性,有效降低裂纹敏感性;添加Nb元素及控制C元素后,有效控制了Cr_(23)C_6的形成,提高熔覆层抗腐蚀性。     

激光熔覆温度场模拟与表征的研究现状

激光熔覆熔池内存在传质、传热、对流及气-液-固界面间的反应,熔覆过程中温度场的变化对熔覆层组织和性能产生重要影响,正确解析这一复杂物理冶金过程,对激光技术发展有重要指导作用。本文回顾了近年国内外激光熔覆温度场的模拟研究进展,重点评述了激光加工温度场从数学分析到数值模拟的研究历程,并针对这一领域今后的发展提出了一些看法。