选区激光烧结WC-10%Co颗粒增强Cu基复合材料的显微组织

利用选区激光烧结工艺制备了WC-10%Co颗粒增强Cu基复合材料,其中WC-Co和Cu的质量比为3070.X射线衍射和扫描电镜分析证实,粉末激光成形是基于液相烧结机制,其中Cu,Co充当粘结相,WC充当增强相;而激光作用的非平衡性导致形成亚稳相CoC0.25.WC增强颗粒具有3种典型形态(未熔且团聚、部分熔化且部分团聚、熔化且弥散),表明粒径较大的WC以颗粒重排为主要成形机制,而粒径较小的WC则以溶解-析出为主导机制.烧结试样显微硬度平均值HV0.1为3898 MPa,且分布平稳.     

造粒烧结WC颗粒对选区激光熔化18Ni300基复合材料微观组织及力学性能影响

为明确低成本WC颗粒增强钢基复合材料的组织演变过程和使用安全性，以造粒烧结球形WC颗粒为增强相，通过选区激光熔化制备了颗粒增强18Ni300钢基复合材料，研究了增强体体积分数对材料组织和冲击性能的影响。结果表明，WC颗粒加入量是影响材料致密度、成形质量和冲击韧性的主要因素，WC颗粒部分溶解导致基体中W、C含量增加，α-Fe相转变被抑制，晶粒尺寸发生改变。随着WC含量的增加，基体组织逐渐转变为γ-Fe相，晶粒尺寸增大。WC质量分数从0%增加到20%时，试样平均冲击值从为49.25 J下降为8.50 J，断口逐渐转变为脆性断裂形貌。     

激光烧结Ni基合金块体实验研究

采用直接激光金属烧结技术,烧结成形了WC颗粒增强Ni基合金块体,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对烧结块体在不同工艺参数(激光功率、扫描速率)下的微观形貌、成分和显微硬度进行了研究。结果表明,激光烧结Ni基合金块体的优化工艺参数为:光斑直径1.0 mm,扫描速率0.7 m/min,扫描间距1 mm,激光功率900 W,铺粉厚度0.20 mm。激光烧结性能较好,WC颗粒熔化为枝晶且均匀分散在基体中,增强颗粒能被固液界面捕捉,提高了烧结块体的性能。物相组成主要有γ-Ni和WC颗粒,显微硬度值最高达到1110 HV。     

添加La2O3对激光烧结(WC-Co)p/Cu金属基复合材料组织和成形性能的影响

研究了稀土氧化物La2O3添加量对激光烧结直接成形(WC-10Co)颗粒增强Cu基复合材料的影响.结果表明,优化La2O3含量(1.0%),可细化激光烧结组织,提高增强颗粒分散均匀性以及颗粒/基体界面结合性能,成形致密度高达理论密度的96.3%,显微硬度HV可达403.1;而过量添加La2O3(≥1.5%),导致激光成形性能降低.讨论了稀土原子对颗粒增强金属基复合材料激光烧结成形的作用机理.     

多组分铜基金属粉末选区激光烧结致密化机理

研究了选区激光烧结专用多组分铜基金属粉末(组分包括纯Cu,预合金CuSn,CuP)的烧结性能.结果表明,通过合理控制激光工艺参数(特别是激光功率和扫描速率),能顺利实现粉末烧结成形,且无明显的"球化"效应和翘曲变形.扫描电镜和X射线衍射分析证实,此组粉末体系的激光烧结是基于液相烧结机制,其中熔点较低的CuSn充当粘结金属,熔点较高的Cu充当结构金属;而添加元素P则起稀释剂的作用,能避免Cu颗粒表面氧化.研究了粉末体系中粘结金属含量对粉末烧结致密化和烧结件微观组织的影响.结果表明,在一定范围内粘结金属含量的提高有利于改善烧结致密度;但若粘结金属过量,则会因"球化"效应而降低致密度.     

纯铜表面激光熔覆WC-Co涂层研究

利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在纯铜基体上制备WC-Co涂层.利用维氏硬度计测试了其显微硬度,用扫描电镜分析了激光熔覆层的微观形貌.结果表明:所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成了良好的冶金结合.熔覆区表层的WC颗粒均匀分布,颗粒较小,形成了一层硬度很高的耐磨层,在熔化区中下部,组织为基体Cu和Co、W等组成的固溶体以及呈散落状分布着一些未熔化的大小不一的WC颗粒.激光熔覆区的显微硬度约为基体的10倍.     

Research on Preheating of Titanium Alloy Powder in Electron Beam Melting Technology

研究了电子束熔化快速成形技术中的钛合金粉末预热工艺,并对粉末预热后的颗粒联接方式进行了分析.结果表明,当Ti6A14V粉末由电子束连续扫描快速预热升温至600℃以上,粉末颗粒中高比表面积的细小颗粒,由于高能量密度电子束作用将全部或部分熔化而充当粉末颗粒联接团聚的粘结剂,使得预热区域的粉末颗粒聚团结块.该粉末团聚体不仅能有效抵挡高速电子束流的冲击而使熔化成形的表面粉末不飞溅,而且也能避免成形表面粉末颗粒熔化时的球化效应.以Ti6Al4V粉末为原料并充分预热每层的成形粉末,制备了层间熔合良好并且力学性能优异的Ti6Al4V柱状试样.     

激光增材制造WCp钛基复合材料界面连接机理及力学性能

颗粒增强金属基复合结构件在航空航天、机械制造以及电子电工等领域有着广泛的应有前景.文中选用激光增材选区熔化技术制备碳化钨(WC)颗粒增强TC4复合材料(WC/TC4),研究了WC颗粒含量和激光功率对复合材料微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着WC颗粒含量的增加,复合材料宏观试样成形能力降低,在WC颗粒含量为(0%～15%)时,WC颗粒分布较为均匀,未见微气孔、裂纹的出现,当颗粒含量为20%时,材料内部出现气孔和裂纹,难以成形;在WC/基体的界面处形成了一层TiC和W₂C界面层,界面结合性能良好;随着复合材料内部颗粒含量和激光功率的增加,材料的断裂强度和断后伸长率降低,断裂机理主要为WC颗粒的脆性断裂和沿WC-W₂C界面的层状撕裂.     

铜合金表面激光熔覆Ni/WC增强Co基涂层组织研究

采用Nd:YAG激光加工系统,在Cu合金上预置粉末激光熔覆了Ni/WC增强Co基复合涂层。利用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪等研究了激光熔覆复合涂层组织、增强体颗粒/Co基合金界面结构和WC溶解行为。结果表明,在Cu合金表面以Ni基合金打底过渡,Ni/WC增强Co基复合层、中间过渡层及铜合金基体形成良好冶金结合。随Ni/WC含量的增加,复合涂层中颗粒相明显增加。涂层中WC基本保持原有多角形态,由于Co基合金熔体的浸润,WC被合金化层包裹。当WC含量增加至40wt%,复合涂层中形成了气孔和裂纹,部分WC分解形成Co3W3C,使熔覆层应力增大而出现裂纹。     

金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响

目的研究不同金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响。方法利用超音速激光沉积技术制备金刚石/Cu复合涂层。采用扫描电镜和摩擦磨损测试对涂层的显微组织结构和磨损性能进行了分析,用激光闪烁法测量复合涂层的热导率。结果金刚石均匀分布在复合涂层中,原始粉末中金刚石体积分数从30%增加到50%时,复合涂层中金刚石颗粒的面积占比仅从14.01%升至16.79%,远低于金刚石颗粒在原始粉末中的含量。400目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为296 W/(m·K),摩擦系数为0.551;800目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为238 W/(m·K),摩擦系数为0.545。结论原始粉末中金刚石配比的增加并未对复合涂层中金刚石含量的提升有显著作用。金刚石/Cu复合涂层的热导率随着增强相颗粒含量的增加而降低,随着增强相颗粒粒径的增大而提高。不同粒径金刚石颗粒的添加能显著降低Cu涂层的摩擦系数,且小粒径金刚石颗粒的添加使复合涂层的摩擦系数更低和更稳定,从而使其具有更小的磨损量和磨痕宽度,表现出较优的耐磨损性能。