基于正交试验法的激光熔覆4J36低膨胀合金涂层工艺优化

用半导体激光器在45#钢表面激光熔覆4J36低膨胀合金涂层,采用正交试验方法研究激光功率、扫描速度、送粉率、搭接率等工艺参数对熔覆层表面裂纹及显微硬度的影响。结果表明:4种参数对熔覆层裂纹及显微硬度都有影响,其中激光功率对两指标影响最大,而搭接率影响最小;当激光功率为1 400 W、送粉率为25 g/min、扫描速度为270 mm/min、搭接率为45%时,熔覆层表面裂纹最少;当激光功率为1 400 W、送粉率为30 g/min、扫描速度为270 mm/min、搭接率为40%,熔覆层显微硬度最高,可达到457.2HV0.2。     

基于主成分分析法与逼近理想解法的38MnVS6激光熔覆工艺研究

采用激光熔覆在燃烧室部件表面制备高性能涂层对延长柴油机寿命有重要意义,多工艺参数的优化是获得高性能熔覆层的关键。以激光功率、扫描速度和送粉速率为优化对象,以熔覆层宽度、稀释率和表面硬度为优化目标,对活塞用38MnVS6中碳钢基体表面激光熔覆镍基合金粉末进行了L₉（3³）正交试验。基于主成分分析法计算各目标权重,并采用马氏距离的逼近理想解法对试验数据进行分析,获得了如下最佳工艺参数组合：激光功率850 W、扫描速度3 mm/s、送粉速率3.13 g/min. 经试验验证,与L₉（3³）正交试验最佳方案相比,稀释率下降了1.13%,平均硬度提高了4.56%. 通过极差分析,得到工艺参数对熔覆层综合质量和熔池尺寸的影响由大到小依次为激光功率、送粉速率、扫描速度。     

基于灰色关联分析的35CrMoV钢活塞杆激光熔覆工艺参数优化

为选取优化合理的激光熔覆工艺参数匹配,获得致密性好、耐磨性强的熔覆层,采用激光熔覆技术对基材为35CrMoV钢的已磨损表面进行修复试验。以激光扫描速度、激光熔覆功率、送粉速度为自变量,以正交试验数据为基础,基于灰色系统的理论模型对试验数据进行处理;通过层次分析法计算多目标权重,运用灰色关联理论,分别计算并得到各工艺参数对理想单目标值的关联系数及对多目标值的关联度;将单目标参数优化转换为综合工艺参数优化,获得了优化工艺参数组合：扫描线速度100 mm/s、送粉速度42.8 g/min、激光熔覆功率1.8 kW;通过试验对优化结果进行了检验,结果表明：在最优工艺参数条件下,熔覆层质量得到明显提高,特别是耐磨性相对提高了43%.     

工艺参数对激光熔覆层结构的影响

利用激光熔覆技术在45钢表面熔覆Ni60合金,通过正交试验研究了相关工艺参数对熔覆层结构的影响。结果表明:随电流、离焦量、激光移动间距、送粉量的增大,熔覆层的有效面积先增后降,至最佳工艺为220 A、32 mm、1.80 mm、3g/min达到峰值,分别为9.760、10.553、10.387、11.852 mm2;随电流、离焦量的增大,熔覆层的均匀性由好转差,至220 A、32mm达到最佳,而激光移动间距和送粉量的影响对其不大;经最佳工艺熔覆后的试样,熔覆层与基体之间属冶金结合,熔覆层组织为γ-Ni固溶体基体上均匀分布着铬、铁的碳化物和硼化物等硬质相,基体-热影响区-熔覆区的显微硬度从260.4HV到820.6HV呈梯度分布,熔覆层的有效面积为17.650mm2,波峰、波谷、波宽的标准差分别为0.018、0.015、0.012。     

基于神经网络PSD 算法的LMD 自适应控制系统

为解决送粉式金属直接成形过程中,会出现机械性能降低、多物理场耦合、机理复杂、工艺参数多、熔 池凝固速率较大等问题,设计一种基于神经网络PSD 算法的成形过程自适应成形闭环反馈控制系统。根据光学系统 实时监测激光熔池的图像信号,利用图像融合与视觉检测技术构造熔池图像特征集,对工艺参数与熔池尺寸动态关 系进行分析,构建成形质量精度辨识体系,通过神经网络PSD 算法优化,实现LMD 成形过程工艺参数的自适应控 制。仿真结果表明：该控制器对熔池宽度有较高的控制精度,可改善制造工艺成形质量和保证工艺稳定性。     

身管内膛镀铬后最佳定性回火工艺研究

研究32Cr2MoVA、30SiMnMoVA、PCrNi3MoVA及30CrNi2MoVA钢镀铬后,钢中氢含量和镀层硬度与回火温度、回火时间之间的定量关系;研究回火工艺对上述四种钢缺口冲击韧性的影响;同时研究了回火工艺对成品身管内膛铬层硬度及应力的影响。最后确定了由这四种材料制身管内膛镀铬后既能降低回火温度、缩短回火时间和避免第二类回火脆,又能使镀铬时溶入的氢析出完的最佳定性回火工艺。     

激光工艺参数对NiCoCrAlYSi熔覆层微观组织及性能的影响

采用激光熔覆技术在Ni625高温合金表面制备NiCoCrAlYSi涂层,研究激光功率和扫描速度对NiCoCrAlYSi熔覆层冶金质量及微观组织的影响。通过测试熔覆层显微硬度及摩擦磨损性能,建立激光熔覆工艺参数、微观组织与熔覆层性能之间的关系。结果表明：随着激光输入能量从36 J/mm²升高至73.3 J/mm²,熔覆层厚度从534 μm增加到1 535 μm,表面气孔率从0.07%增大到0.65%,以及平均气孔尺寸从0.23 μm增大到1.33 μm,且熔覆层微观组织发生粗化,熔覆层表面气孔率的增大及组织粗化导致其显微硬度和耐磨性逐渐降低;当激光输入能量比为36 J/mm²时,熔覆层组织致密性最高、晶粒尺寸最细小,且内部分布有大量的位错及位错墙结构,此时熔覆层硬度及耐磨性也最佳。     

TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层温度场模拟及参数优化

采用ADPL参数化语言,综合考虑热源模型、材料热物性参数、相变潜热、边界条件等因素,建立了连续移动高斯热源作用下TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层三维瞬态温度场数值模型。实验结果测量值与模拟计算值的对比表明,建立的温度场数值模型具有很好的可靠性。同时,在分析涂层品质的基础上,基于该模型对TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层的激光工艺参数进行了预报及优化,得出较优的激光工艺参数为:激光功率1 200 W、光斑直径2 mm、扫描速度400mm/min。     

钨阴极表面激光熔覆Ni60A合金涂层及其抗氧化性能研究

采用同轴送粉激光熔覆技术在钨阴极表面制备Ni60A合金熔覆层。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度计等分析测试手段,分别对熔覆层微观组织形貌、相组成、相分布、微区成分及显微硬度进行测定与分析,同时研究熔覆层的抗高温氧化性能。结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成良好的冶金结合;熔覆层组织主要由γ-Ni固溶体,网状Ni-Ni_3B共晶,针状、干状、小颗粒状M_(23)C_6型碳化物,黑色小块状CrB组成;涂层平均硬度为523.8HV0.2,为基材的1.49倍;熔覆层氧化膜的主要成分为Cr_2O_3和SiO_2,其中熔覆层表面氧化膜中还有少量有序金属间化合物Ni_3Si;760℃氧化10 h,熔覆层的平均氧化速率为0.851 8 g/(m~2·h),比基体的抗氧化性能提高15倍,熔覆层具有优良的抗高温氧化性能。     

50CrV钢激光填丝焊焊缝成形多元非线性回归模型

在焊接50CrV薄板时,焊缝熔深要求控制在2 mm.为获得特定要求的熔深,基于响应面设计方法,采用实验设计软件Design-Expert 8.0对50CrV钢激光填丝焊焊接工艺进行了实验设计。实验过程中,以特定的焊缝熔深(2 mm)、最小化熔宽及余高为响应;以激光功率、焊接速度、送丝速度与离焦量作为控制变量,测量描述焊缝特征的响应数据,并建立其与焊接参数之间相关性的数学模型,通过方差检验确定了所建立的数学模型准确性。模型分析结果表明：激光功率、焊接速度、送丝速度与离焦量4个主因素对焊缝成形有直接的影响;根据优化结果得到最佳焊接条件,激光功率3.17～3.33 kW,焊接速度1.30～1.40 m/min,送丝速度4.0～4.23 m/min,离焦量3.1～4.5 mm,此时可获得满足焊接要求的熔深、熔宽和余高;实验验证了预测结果与实际焊接结果相一致,可用于指导实际生产。     

激光修复PCrNi3MoVE钢组织与力学性能研究

针对PCrNi3MoVE钢制炮用受损零部件的高性能修复需求,研究用30CrNi2MoVA钢粉末激光修复PCrNi3MoVE钢的组织演化与力学性能。结果表明:激光修复PCrNi3MoVE钢沉积态的显微组织从基材区到修复区,顶部存在显著变化,组织明显不均匀。修复试样的抗拉强度达(1 085±9)MPa,冲击韧性为(56±10)J/cm³,均高于PCrNi3MoVE钢基材锻件标准,伸长率为7.5%±1.5%,略低于锻件。修复试样的断裂方式为韧性断裂,冲击断裂方式为准解理断裂。     

导弹发动机Mo-Cu合金喷管激光快速成型工艺研究

采用机械合金化方法制备了Mo-Cu超细粉末,并利用该粉末进行了选择性激光烧结成型,确定了激光烧结成型的最佳工艺参数为激光功率270W,扫描速度2000mm/min,铺粉厚度0.2mm.并利用该工艺参数快速制备了Mo-Cu合金导弹发动机喷管成型件,经过高温烧结后,其抗拉强度为550MPa,延伸率为7.3%,其综合性能优于利用钼粉制备的钼喷管,可以满足新型号产品的研制需求.     

RF溅射Ta－10W合金薄膜性能与沉积参数的关系

利用ＲＦ溅射技术在ＰＣｒＮｉ２ＭｏＶＡ基上沉积Ｔａ－１０Ｗ合金薄膜，利用扫描电镜等分析手段研究了薄膜的沉积速率、断口的组织形貌与沉积参数之间的关系。结果表明，沉积速率随功率的增加而线性增加，随Ａｒ气压强的增加呈非线性增加，基底无论加正偏压还是加负偏压都使沉积速率下降。薄膜的组织形貌随Ａｒ气压强的增加由纤维组织变为粗大锥状晶。气压越高，组织越粗大，孔洞尺寸也越大。基底加偏压使组织细化。     

工艺参数控制对钼粉粒度分布的影响研究

通过变化MoO3原料粒度、一次和二次还原参数,采用费氏粒度仪和Mastercizer2000型激光粒度分析仪评价还原后的钼粉平均粒度和粒度分布组成。结果表明:MoO3原料粒度与还原后钼粉粒度和粒度分布之间不存在直接的线性关系,原料粒度分布越宽还原后的钼粉平均粒度越小;一次还原MoO3料层厚度增大,还原后钼粉的粒度也增大,粒度分布变宽,D(0.5)值略微减小;氢气露点升高,还原后钼粉的粒度大,粒度分布宽,D(0.5)值也较大;二次还原温度越低,钼粉的粒度越小,但还原温度变化对粒度分布的影响较小。料层厚度增加、氢气流量减小,还原后的钼粉粒度均增大,粒度分布曲线右移。     

物性参数温度变化下激光熔覆多场耦合模拟与实验

激光熔覆存在热-弹性-塑性-流体多场耦合变化,影响对流、传热和传质,同时影响凝固过程。因熔池体积小、温度变化梯度大、具有极强的瞬时性,难以用实验方法动态跟踪并揭示多场耦合演变机理。建立了碟片激光器在45号钢基体熔覆Fe60过程三维模型,考虑了粉光作用,熔池表面张力、浮力对液态金属流动的影响,熔覆带形状的瞬时变化,以CALPHAD相图计算法得出基体和粉材的温度变化物性参数,计算得出温度场、流速场的分布与演变规律。计算结果表明：模拟预测得出的激光熔覆形态和凝固组织与通过Zeiss-ΣIGMA HD型场发射扫描电镜金相实验结果相吻合。     

变长线扫描选择性激光烧结快速成型工艺的质量和效率优势分析

本文分析变长线扫描选择性激光烧结快速成型工艺对点扫描工艺的质量和效率优势.对二者光学系统结构作分析对比,对焦斑和线束上的功率密度作计算对比.变长线扫描系统采用的扫描方式和聚焦元件使线束宽度小且恒定,线束功率密度与点扫描焦斑的相当.变长线扫描选择性激光烧结快速成型工艺的质量优势是明显的,效率比点扫描工艺提高一倍左右.