自制涂剂在65Mn激光表面淬火中的应用研究

大多数金属对CO_2激光都有很高的反射率,故在激光热处理前,必须对零部件进行表面涂覆激光增吸收涂剂,以提高对CO_2激光的吸收能力。选取65Mn作为表面淬火基材,表面刷涂SiO_2、Al_2O_3混合型涂剂进行激光表面淬火。测量淬火前后水温变化、硬化区截面面积大小间接表征吸收率的大小,通过对表面硬化带的硬度、耐磨性测试,得到不同涂剂在表面淬火中的应用效果,并与市场购买涂剂进行对比。结果表明:试样激光淬火后引起的水温变化可结合截面硬化区面积一同表征涂剂对激光的吸收性,A、B两种SiO_2、Al_2O_3混合型涂剂的激光吸收性优于市购涂剂,且Al_2O_3含量高的B涂剂激光吸收性及淬火应用效果优于A涂剂,刷涂B涂剂的6#试样水温变化最大为22.8℃,截面硬化区面积最大为5.907mm~2,磨损率最低为20.9 mg,3~#试样硬化带平均硬度最大为64.5HRC。     

65Mn钢板激光扫描温度场及应变场的数值模拟

利用ANSYS软件,建立了三维瞬态激光扫描过程的温度场有限元模型,利用APDL语言实现热源的移动,对65Mn板激光扫描过程进行数值模拟,研究不同工艺参数对钢板扫描后温度场的变化规律,并对比了不同功率和不同扫描速度对温度场和变形量的影响。结果表明：随着热源的移动,温度场呈现狭长椭圆形分布,且激光光斑前缘温度梯度大,后部温度梯度小;在相同激光功率700 W下,扫描越慢,65Mn钢板表面温度最大值越大,扫描速度为6 mm/s时,表面温度最高值为495.434 K;在相同扫描速度6 mm/s下,扫描功率越大,65Mn钢板表面温度最大值越大,当扫描功率为1100 W时,该最大值为611.024 K。为验证模拟计算结果,对65Mn钢板进行实际激光扫描试验,试验值与模拟值吻合良好。     

激光自蔓延烧结Fe-Al合金及其成型过程温度场数值模拟

对Fe40Al60粉末压坯进行激光点燃自蔓延烧结,利用XRD、金相、硬度等表征手段,分析烧结合金表层区、中部区和底部区的微观组织结构及宏观性能,并采用有限元分析方法,对Fe40Al60激光烧结过程的温度场进行数值模拟,得到了烧结过程温度场分布云图和路径图。结果表明:表层区产物相主要为FeAl、Al_2O_3,中部区产物相为Fe_3Al、FeAl、Al_2O_3,底层区产物相为Fe_3Al、Al_2O_3和Fe;烧结合金表层区组织为条状,中部区组织为胞状,底层区组织为针状;表层区硬度HV为9010 MPa,中间层硬度HV为10 050 MPa,底层区硬度HV为9650 MPa。模拟结果表明:10 s时,表层区温度最高为1150 K,中部区温度为894.033 K,底层区温度最低为820.979 K。表明试样各区域物相与该区温度场模拟结果相一致。     

铬铁粉掺钨精矿粉激光熔覆涂层组织性能研究

采用DL-HL-T5000B无氦横流CO2激光加工机,在Q235钢表面制备不同含量钨精矿粉末铬铁粉激光熔覆涂层。利用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、磨粒磨损机、电化学工作站等实验仪器,对涂层的显微组织结构及宏观性能进行研究。结果表明:涂层物相为Fe_3C、Cr_7C_3、WO_3、(CrFe)7C_3、Fe_2W、Fe_7W_6、FeW_3C,组织形貌以块状、板条状、颗粒状分布在涂层中;当钨精矿粉末的添加量为1.5%(质量分数)时,熔覆涂层的显微硬度值最高,为1 604.2HV,磨损率最小,为1.2mg/mm~2,腐蚀电流密度最小,为144.4μA/cm2。