激光熔覆技术研究现状及其发展

在简要阐释激光熔覆技术工作原理和技术特点的基础上,介绍了激光熔覆材料体系、工艺种类、工艺参数和涂覆层微观组织结构,另外讨论了激光熔覆技术所面临的主要问题,并提出了激光熔覆技术的发展趋势。重点介绍了所做的一些相关工作:激光熔覆MCrAlY涂层、激光熔覆纳米涂层、激光熔覆过程中热力耦合有限元数值模拟、激光熔覆过程裂纹形成机理及控制、激光熔覆纳米陶瓷颗粒增强金属基梯度涂层以及激光多层熔覆大厚度纳米热障陶瓷涂层成型控制等。     

常规和纳米陶瓷等离子喷涂层抗冲蚀性能的对比

纳米陶瓷具有高韧性和超塑性等独特的性能,用于制备涂层可极大地提高其耐冲蚀性能.以常规和纳米团聚体Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备了2种陶瓷涂层.比较了2种涂层的微观结构、结合强度和抗冲蚀性能,探讨了涂层的冲蚀破坏机理.结果表明:常规涂层呈典型的层状堆积特征,...     

纳米粒子堆垛模型及其热喷涂传热数值分析

将纳米粒子团聚大颗粒进行抽象处理,提出以理想堆垛结构为假设的纳米团聚颗粒模型。以ANSYS有限元软件为平台,模拟Al2O3-13%TiO2(质量分数)团聚纳米颗粒在热喷涂环境下的传热过程,分析传热时间、团聚颗粒直径和孔隙率等对传热的影响,并分析团聚颗粒在热喷涂传热后的组织结构差异。结果表明:在一定传热条件下,纳米团聚颗粒可以保持部分纳米粒子或长大为亚微米晶形态,且团聚颗粒直径越大,这类组织就越容易形成,而团聚颗粒孔隙率在0.48以下时,对组织形态的影响较弱。     

交变电流辅助激光熔覆的基体电场仿真

利用有限元法在ANSYS环境中模拟了不同厚宽比、不同频率下的电流分布。结果表明,厚宽比大于1的情况下,电流分布更适合于交变电流辅助激光熔覆试验。此外,当交变电流频率增加时,基体表面的最大电流密度也随之增加,这将有利于更好地将电流作用于激光熔覆的熔池。此外,验证试验表明,在激光熔覆过程中施加交变电流,可使激光熔覆层中的孔隙率降低,并能细化晶粒。     

脉冲摩擦喷射电沉积纳米晶镍的电化学腐蚀行为

为进一步研究脉冲电源对脉冲摩擦喷射电沉积的影响,本文分别采用脉冲摩擦喷射电沉积工艺和传统喷射电沉积工艺制备镍沉积层,利用TEM和XRD对比分析了占空比和频率对纳米晶镍微观组织结构的影响,采用电化学极化法研究了各沉积层在3.5%氯化钠溶液中的耐腐蚀性能,以期为拓展纳米晶材料的应用提供理论依据.研究表明:脉冲摩擦电沉积的应用,使电沉积结晶过程更加均匀,晶粒得到极大细化,最小平均晶粒尺寸可达9.12 nm;在氯化钠溶液中,脉冲摩擦喷射电沉积具有更小的腐蚀电流密度和更宽的钝化区,制备的镍沉积层电化学腐蚀性能均优于传统喷射电沉积;占空比和频率对沉积层腐蚀性能的影响与其各自对晶粒大小的影响基本吻合,过小或过大的占空比及频率均会导致耐腐蚀性能的降低.     

激光烧结SiC陶瓷复合材料块体的组织及性能研究

在45钢基体上利用激光烧结技术制备了SiC陶瓷复合材料块体,并利用扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计等设备,分析了试样的显微组织特征,并对试样硬度和磨损性能进行了测定.结果表明,SiC纳米颗粒作为纳米添加相,一部分弥散在粘结相镍基合金中,使材料的力学性能大大改善,另一部分由于机械混合的不均匀性而形成团簇,并作为微观应力抑制点;而复合材料中的WC微米颗粒在高比能量的激光作用下,被进一步细化和分散在粘结相中;分析同时发现,随着激光功率的增加,材料的硬度和耐磨损性能明显增加,力学性能得到改善.     

摩擦喷射电沉积快速成型金属铜零件的表面形貌与力学性能

在喷射电沉积过程中加入硬质颗粒摩擦辅助装置，快速成型了金属铜零件；采用光学显微镜观察了铜零件的表面形貌，采用显微硬度仪对其硬度进行了测试，采用万能材料试验机对其抗压和抗拉强度进行了测试。结果表明：采用该方法可快速成型形状良好、表面平整、晶粒细小的零件；其硬度分布均匀，平均为353．28HV，抗压性能较好，强度为675M...     

常规和纳米ZrO_2-7%Y_2O_3等离子喷涂热障层及其激光重熔后的抗热震性能

为了探讨激光重熔对等离子喷涂常规和纳米热障涂层(TBCs)的影响,采用等离子喷涂工艺在γ-TiAl合金表面制备了常规和纳米ZrO2-7%Y2O3TBCs,并对其进行激光重熔处理,研究了等离子喷涂常规TBCs、激光重熔-等离子喷涂常规TBCs、等离子喷涂纳米TBCs及激光重熔-等离子喷涂纳米TBCs 4种涂层在850℃下的抗热震性能。结果表明:4种TBCs热震失效次数依次为73,118,146,163次,相应的热震破坏形式分别为整体剥落、局部剥落、边角剥落和局部剥落;纳米结构有利于提高涂层的抗热震性能;激光重熔在一定程度上改善了等离子喷涂层的抗热震性能。     

摩擦电沉积快速成形新技术

针对电沉积工艺中沉积层表面和边缘容易产生积瘤、毛刺等缺陷,在电沉积过程中加入了摩擦辅助装置,并与快速成形技术相结合,提出了一种基于离散/堆积原理的摩擦电沉积快速成形技术,用于简单、快捷、低成本地直接成形金属零件。通过快速成形金属铜制件试验表明:紧贴阴极表面的实时动态的撞击和摩擦,能有效地去除沉积层表面的吸附气泡和积瘤,获得表面平整光亮的电铸层;摩擦电沉积快速成形技术能够综合快速成形和电铸技术的优点,有效降低设备复杂度和零件成本,直接快速制造出形状复杂、结构致密、组织均匀的精密金属零件。