45钢光纤激光熔凝工艺

采用光纤激光对45钢表面进行了激光熔凝处理研究. 结合熔凝层深度、组织、显微硬度和摩擦磨损性能分析,研究了多道激光熔凝的激光功率、激光扫描间距对熔凝工艺的影响规律. 结果表明,在改变激光功率的研究中,熔凝层深度随激光功率的增大而增加,熔凝层的显微硬度呈周期性变化,后道激光处理对前道熔凝层存在回火热处理作用. 在改变激光扫描间距的研究中,进一步验证了后道激光熔凝对前道的热影响作用,同时适当增大扫描间距,获得软硬相间的熔凝层表面,有利于改善钢材表面的耐磨性能,同时可适当提高激光熔凝处理的生产效率.     

不锈钢激光熔凝工艺研究

采用激光熔凝技术对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行单道扫描,研究不同激光工艺参数下熔凝层微观组织和显微硬度的变化.结果表明:激光熔凝区品粒细小,熔凝层显微硬度较基体硬度有所提高,最高硬度可达288HV.可以推断采用激光熔凝技术,能够提高不锈钢的硬度,改善其耐磨性能.     

光纤激光-渗氮处理对Cr12MoV钢组织和性能的影响

采用IPG的YLS-3000型光纤激光器对Cr12Mo V钢表面进行原位激光-渗氮处理。通过光镜、扫描电镜、X射线衍射及金相显微硬度计,分析研究不同激光处理参数对渗氮层组织及性能的影响。结果表明,在扫描速度和离焦量一定的条件下,Cr12Mo V激光熔凝层深度随激光功率的增加而增大,激光渗氮处理可使材料表面显微硬度提高。Cr12Mo V钢激光渗氮后的组织由熔凝区、热影响区及基体三部分组成。随着激光熔凝速度的增大,熔凝区树枝晶逐渐变得细小。随着激光熔凝功率的增加,熔凝区树枝晶逐渐变得粗大。熔凝层的硬度峰值出现在距材料表面1.0 mm附近,两侧呈对称降低,硬度峰值则随激光功率的增加而增加。     

30CrMnSi镀镍后激光表面合金化

为研究不同激光工艺参数对合金化层组织和硬度的影响,对镀镍后的30CrMnSi钢表面进行单道扫描,获得了金相组织和显微硬度较基体理想的合金化层.研究结果表明:激光合金化层晶粒显著细化,平均硬度明显高于基体硬度.影响激光合金化效果的主要因素是激光功率和扫描速度.本试验条件下的最优工艺参数为:激光功率600W,扫描速度5mm/s,保护气体流量20L/min.此时,合金化层金相组织细小均匀致密,平均硬度达590HV,约是基体硬度的2.6倍.     

激光表面熔凝对超级13Cr不锈钢组织与性能的影响研究

研究了激光表面改性对超级13Cr不锈钢油管组织和耐蚀性能的影响。结果表明,采用200 W激光功率、5 mm/s扫描速率可在超级13Cr不锈钢表面获得厚度为200μm的熔凝层,熔凝层与不锈钢基体之间存在厚600μm的过渡层。激光熔凝层与过渡层均为马氏体组织,不锈钢基体为马氏体+奥氏体组织。熔凝层的硬度为410 HV,比基体硬度提高约25%;过渡层硬度为360～400 HV。与熔凝层和基体相比,过渡层的钝化区最宽、维钝电流密度最小且具有更高的点蚀电位和Kelvin电位。熔凝层的焊道界面处对局部腐蚀较为敏感。激光表面熔凝方法能显著提高超级13Cr不锈钢的表面硬度,超级13Cr耐腐蚀性能顺序为过渡层基体熔凝层,激光表面改性可在超级13Cr油管表面获得具有高耐蚀性的过渡层。     

40Cr激光熔凝硬化组织形态及硬度研究

利用CO2轴流激光加工机对40Cr钢表面进行激光熔凝硬化处理.利用扫描电子显微镜、金相显微镜和显微硬度计研究了不同工艺下熔凝硬化层及基体的显微组织和硬度分布特征.实验表明:熔凝硬化层由熔化区、相变硬化区和热影响区组成;由表及里组织分别为极细隐晶马氏体 少量残余奥氏体、隐晶马氏体 碳化物 残余奥氏体、马氏体 回火屈氏体 铁素体.硬化层最高硬度约是基体的3倍;随着扫描速度的增加表层硬度先增加后减小,当扫描速度为2.5 m/min时,表层硬度最大,为1097.9 HK.     

激光熔覆Ni基合金耐磨性能

为了有效延长材料和设备的使用寿命、改善其表面状态,使其性能更好地发挥;探讨激光扫描速度对熔覆层耐磨性的影响;对比单道和大面积激光熔覆层的耐磨性。采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床在40Cr钢上进行激光熔覆处理。利用X射线衍射仪、显微硬度计、磨料磨损试验机等设备对熔覆层硬度、耐磨性能进行研究。结果表明:激光熔覆层的显微硬度HK在4200～17792MPa之间;随扫描速度的的增加,激光熔覆涂层的最高硬度及耐磨性呈现先升高后降低的趋势;大面积激光熔覆层的硬度、耐磨性能不及单道激光熔覆层,原因在于大面积激光熔覆过程中受到重复加热的影响,易使硬度下降并产生裂纹;多层叠加熔覆涂层的硬度及耐磨性能优于多道搭接熔覆涂层。     

激光淬火工艺参数对Cr12MoV钢组织与性能的影响

研究了激光淬火对Cr12MoV钢组织及性能的影响规律,分析了不同激光功率(1050、1200、1350 W)及扫描速度(3、4、5 mm/s)对表面激光淬火层的显微组织、硬度及残余压力的影响。结果表明,经激光淬火后Cr12MoV钢的表面硬度提升明显,表面残余应力由拉应力转变为压应力。当激光功率为1200 W,扫描速度4 mm/s时,材料表面宏观形貌平整,微观组织晶粒细化,表面硬度最大(653.68 HV),残余压应力达到-259.29 MPa。     

G95Cr18 高碳铬不锈钢的激光淬火

G95Cr18 钢是一种可用于制造轴承的高碳铬不锈钢,淬火后可获得较高的硬度和良好的耐磨性。对尺寸为φ200 mm×15 mm的G95Cr18钢试样,采用固态激光器以17 mm/s的扫描速度和800W、1 200 W和1 600 W的功率进行了激光淬火。检测了试样的表面硬度、硬化层深度和硬度梯度及显微组织。结果表明:经激光淬火的G95Cr18钢试样硬化层最高硬度可达约752 HV0.1,比经真空油淬的硬度615 HV0.1提高了约22.3%;以1 600 W功率激光淬火的G95Cr18 钢试样硬化层由熔融柱状晶区、等轴晶区和淬硬区组成。     

30CrMnSi镀铬后激光表面合金化

为研究激光表面合金化工艺对镀铬后30CrMnSi组织与硬度的影响,以CO2激光器为热源,采用正交试验法,对其表面进行单道扫描,获得了金相组织和显微硬度均优于基体的合金化层.研究结果表明:激光合金化层晶粒显著细化,平均硬度明显高于基体硬度.激光功率500W,扫描速度10mm/s,保护气体流量10L/min时,合金化层组织细小均匀致密,最高硬度达829HV,约是基体硬度的2.6倍.     

45Mn钢发动机链板激光淬火表面的组织及力学性能

针对大型船舶发动机链条内外链板之间磨损严重的问题,提出采用激光淬火表面改性技术来提高链板表面力学性能的方法,并对45Mn钢表面进行单道和多道激光淬火试验,分析了其激光淬火后的显微组织和硬度变化规律。结果表明,单道激光淬火后形成了以板条马氏体与细小马氏体为主的相变硬化区。当激光功率为300～900 W、扫描速度为5～20 mm/s时,45Mn钢单道激光淬火后的表面硬度为850～950 HV,有效硬化深度约为0.63 mm,在基本没有改变表面粗糙度的前提下降低磨损体积,为未激光淬火时的45.1%～53.0%。多道搭接激光淬火形成以回火马氏体为主的软化区。经搭接率为30%的多道激光淬火后45Mn钢表面硬度较为平均,回火软化区的宽度为0.68 mm。     

轧辊表面宽带激光熔凝过程的相变及力学性能研究

综合考虑温度、相变和应力的耦合作用,运用有限元法分析了42CrMo轧辊在宽带激光单道扫描和叠道扫描下熔凝层的显微组织、硬度和残余应力分布规律及演变过程。计算结果表明,激光熔凝冷却过程中产生的马氏体相变对熔凝层的硬度和应力分布均有很大影响。单道激光熔凝层相变生成的马氏体比例高达80％以上,熔凝强化层的显微硬度值提高2.5～3倍,熔凝区内表现为残余压应力,热影响区则为拉应力;叠道激光熔凝后试件表面实际硬度值有所下降,且搭接区存在局部软化带。计算结果与实际分布规律基本相同,可为制定工艺、预测熔凝区性能变化提供理论依据。     

硼铸铁缸套激光表面熔凝组织和性能的研究

为了提高硼铸铁缸套的耐磨性能，对硼铸铁气缸套进行激光熔凝处理。利用扫描电子显微镜观察了激光熔凝处理后的显微组织。利用显微硬度计检测了激光熔凝组织的显微硬度，同时进行了以GCr15钢标准环为配副的环块磨损试验。研究结果表明，硼铸铁经激光熔凝处理后得到了共晶莱氏体 马氏体组织，而且激光熔覆层厚度可控，组织和性能稳定，熔凝强化表层显微硬度达到800-1200HV0.2。磨损试验结果显示，激光熔凝处理后，磨损截面积比未处理的试样减小了44.4%，从而表明激光熔凝处理是提高硼铸铁缸套耐磨性能的有效手段。     

激光强化合金球墨铸铁轧辊的微观组织及性能

应用5 kW横流CO2激光器对合金球墨铸铁热轧辊进行了激光强化处理,用光学显微镜、洛氏硬度计及显微硬度计进行了显微组织分析和硬度测试.结果表明,激光处理后的剖面组织区域分为熔凝区、相变区和基体三部分,各区域的尺寸及显微硬度与激光功率、光斑大小、扫描速度等工艺参数有关.激光处理后轧辊表面的洛氏硬度在54.4～63.8 HRC之间,较基体硬度提高约29～39 HRC,经激光强化处理后热轧辊使用寿命比原轧辊提高了1.52～1.87倍.     

U71Mn钢激光熔凝工艺及性能研究

在U71Mn钢表面,分别以激光功率和移动速度作为单因素变量进行激光熔凝试验。结果表明,在功率为1300 W、速度4 mm/s时,相变硬化区硬度达到最大,为1079 HV,是基体的3.6倍。熔道由熔凝区、相变硬化区、热影响区和基体四个显微区组成。     

Cr12MoV钢宽带激光淬火试验研究

运用宽带扫描技术对Cr12MoV钢进行激光表面淬火研究，分析了不同工艺参数对硬化层深度、宽度和显微硬度的影响及硬化层显微组织特征。结果表明，单道激光淬火宽度〉16mm，在最佳工艺下（激光功率2．6kW，扫描速度6mm／s，离焦量65mm），硬化层平均硬度达916HV0．1，是基体硬度的1．8倍。宽带激光淬火造成的组织细化和过饱和的隐晶马氏体的形成是硬度提高的主要原因。     

光纤激光熔覆铁基合金粉末对45钢表面组织和性能的影响

利用IPG-3000 W光纤连续激光器和激光同轴送粉方式在45钢表面熔覆铁基合金粉末,利用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪等,分析研究激光熔覆铁基合金粉末对45钢微观组织、显微硬度的影响。结果表明:45钢光纤激光熔覆层的微观组织为胞状晶、柱状晶、树枝晶和等轴晶,主要物相为Ni-Cr-Fe、γ-[Fe,Ni];当激光功率为600 W,扫描速度为0.3 m/s,送粉速率为0.8 g/h,靠近结合面一侧的熔覆层处最大硬度值为560 HV。对比单道和多道搭接熔覆层硬度,发现多道搭接熔覆层硬度较单道熔覆层硬度降低10~40 HV     

激光熔凝对高速火焰喷涂硬质合金层耐磨性的影响

利用高速火焰喷涂在45钢表面制备了Ni60AA和DZ-WC-12Co硬质合金层,再采用5 k W连续CO2激光器进行激光熔凝。通过GX51金相显微镜观察显微组织,HXS-1000TAY维氏硬度计测量硬度分布,MM-W1B立式万能磨损试验机进行磨损试验。结果表明,激光熔凝显著地消除了硬质合金层中未熔硬质合金颗粒、孔洞及裂纹等缺陷,组织更加细小、均匀;激光熔凝后,硬质合金层的硬度提高,平均显微硬度高达647 HV0.3。在试验条件下,激光熔凝后的硬质合金层的摩擦因数从原来的0.1373降至0.0948,激光熔凝可明显改善涂层的耐磨性能。     

激光熔凝处理N80油管的组织及耐磨性

采用5 kW横流CO2激光器对N80油管内壁进行激光螺旋熔凝处理,采用光学显微镜、扫描电镜及显微硬度计对激光熔凝层组织、硬度及磨损形貌进行分析.结果表明,油管激光熔凝处理后熔凝区生成马氏体组织,硬度较基体显著提高,硬度最大值出现在相变硬化区.油管内壁激光螺旋熔凝强化后,耐磨性能明显提高.当扫描速度一定时,随激光功率的增加,硬度降低,而耐蚀性及耐磨性增加,腐蚀加速了油管的磨损.未经激光处理的N80油管钢磨损机制为大块的疲劳剥落和犁削,采用螺旋激光熔凝处理后,油管磨损面犁沟细小,伴随少量的剥落坑.     

光纤激光熔凝工艺对45钢表面组织与性能的影响

利用IPG-3000W光纤连续激光器在耐火砖芯模(45钢)表面进行熔凝强化处理。利用金相显微镜、显微硬度计等分析手段研究光纤激光熔凝处理对45钢微观组织、显微硬度的影响。结果表明:经光纤激光熔凝后45钢表面的晶粒得到了明显细化,随着激光功率的增加,熔凝层深度明显增加;随着激光扫描速度的增加,晶粒细化越显著。表面熔凝后的组织受相变强化和细晶强化的双重作用,使其力学性能显著提高,显微硬度相对于基体明显增加。