激光熔覆制备纳米陶瓷涂层的研究进展

介绍了激光熔覆工艺纳米陶瓷粉末的供给方式、工艺参数的选择;对比分析了激光熔覆和其他主要的纳米陶瓷涂层制备方法的优缺点;着重分析介绍了激光熔覆制备的几种主要纳米陶瓷涂层的组织和性能特征,尤其是纳米抗裂的最新研究成果以及抗裂机理,分析表明,增加纳米颗粒将明显地改善陶瓷涂层的抗裂性能。另外,涂层的强度、致密度、耐磨性也随着纳米颗粒的增加而相应增加。阐述了激光熔覆制备纳米陶瓷涂层存在的主要问题,并对该技术发展前景和应用进行了展望。     

陶瓷增强镍基合金激光熔覆涂层的研究

本文采用不同粒度和含量的ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３、ＷＣ等四种陶瓷增强材料添加在镍基合金中进行了激光熔覆试验。对两种ＷＣ陶瓷增强的镍基合金涂层进行了组织结构分析，对熔覆试样的变形规律进行了分析总结。     

选择激光烧结陶瓷粉末的研究

实验研究了Ａｌ２Ｏ３陶瓷粉末的烧结过程,介绍了激光烧结实验装置,研究了激光参数对烧结的影响和后处理工艺方法,得到了激光烧结的Ａｌ２Ｏ３陶瓷零件。     

激光熔覆陶瓷送粉器的研制

本文叙述了研制激光熔覆陶瓷送粉器的重要性以及它的结构特点。该激光熔覆陶瓷送粉器可用于普通氧化铝、微细氧化铝粉、石英粉等多种陶瓷粉的输送，送粉均匀连续，重复性好，控制准确方便。送粉量可在每分钟零点几克到几十克之间变化。     

激光能量密度及路径对熔覆层成形性的影响

采用同步送粉式激光熔覆在Q345钢基体上熔覆一层Fe-Cr-B合金熔覆层,研究了熔覆层表面的宏观形貌,采用着色探伤剂对熔覆层表面进行了着色探伤,统计了熔覆层表面的裂纹信息,讨论了激光能量密度、激光熔覆路径及熔覆层表面宏观形貌三者之间的关联性,获得了Fe-Cr-B合金粉末激光熔覆的最佳激光熔覆工艺参数.     

激光熔覆陶瓷涂层的有关理论及工艺

对近年来激光熔覆陶瓷涂层技术中的有关传热和界面特性等理论问题及与之相应的工艺方面的研究进行了归纳总结。     

陶瓷粉末选择性激光烧结及聚合物纳米复合材料的研究现状及前景

介绍选择性激光烧结技术(SLS)的原理、特点。评述国内外选择性激光烧结普通陶瓷粉末、纳米陶瓷粉末及聚合物纳米复合材料的研究进展,并对以后的研究方向提出建议。     

纳米陶瓷粉末激光选择性烧结初探

在分析纳米陶瓷材料烧结成形技术基础上，结合选择性激光快速成形的最新发展，针对纳米陶瓷材料在烧结应用中遇到的难题，提出了一种全新的纳米粉末材料烧结的方法，即纳米陶瓷粉末激光选择性烧结。结果表明，在所选的工艺参数下，Al2O3及SiC纳米陶瓷粉末烧结后仍保持在原有的纳米尺度，基本没有长大，且所获得的烧结块体致密。同时对影响烧结的关键因素进行了讨论。     

陶瓷复合粉末激光选区烧结后处理研究

目前,对高熔点陶瓷材料进行激光选区烧结,需要对成型件在烧结炉中进行后处理,以提高强度。对陶瓷复合粉末激光选区烧结后处理进行研究,获得粘结剂挥发的关键温度阈值和升温速率,得到成型件预烧结和最终烧结的后处理工艺。同时通过扫描电镜观察成型件的微观断口形貌,得到成型件的烧结变化规律。     

熔覆材料对高速钢刀具激光熔覆断屑台裂纹及硬度的影响

应用激光粉末熔覆技术,在高速钢车刀的前刀面上制备出断屑台。通过切削实验,对比普通高速钢车刀和含激光熔覆断屑台车刀的断屑效果,观察激光粉末熔覆断屑台的金相组织和形貌,测试激光粉末熔覆断屑台的热膨胀系数、物相和显微硬度。研究结果表明：具有激光熔覆断屑台的高速钢车刀,在切削过程中能够减小切屑的卷曲半径,从而使切屑更容易折断,实现有效断屑。用M2/WC-12Co粉末制作激光熔覆断屑台,能够实现激光熔覆层与高速钢基体的良好冶金结合,熔覆层无熔覆裂纹缺陷,熔覆层的硬度与高速钢车刀基体相近。M2/WC-12Co激光熔覆粉末适于制作高速钢刀具的激光熔覆断屑台。     

同轴送粉激光熔覆件质量影响因素的研究

介绍了同轴送粉激光熔覆的工艺过程以及激光与金属粉末的作用机理,分析了影响熔覆件质量的主要因素。建立了粉末对激光能量的吸收表达式和稀释率的表达式,提出从材料特性和工艺参数方面改善熔覆件质量的途径。最后对同轴送粉激光熔覆成形研究中急需解决的关键问题进行了展望。     

激光熔覆陶瓷涂层研究现状与展望

陶瓷材料具有高硬度、高熔点、高耐蚀等特性,常被应用于机械装备关键零部件的表面强化改性和再制造修复。随着装备服役工况日益苛刻,传统金属材料所制备的装备运动部件在服役过程中易于发生磨损、腐蚀、变形等失效,进而导致服役性能退化,严重时甚至引发装备恶性故障。激光熔覆作为一种高效的表面强化和再制造技术,在提升基材表面耐磨、耐蚀、耐热、抗高温氧化等性能方面具有重要应用前景。通过激光熔覆技术在零部件表面制备陶瓷涂层,对于延长关键零部件寿命、提高资源利用率、节约稀贵金属材料具有重要意义。首先按照陶瓷涂层的组织结构和成形机理对激光熔覆陶瓷涂层进行了分类介绍;然后结合激光熔覆制备陶瓷涂层的典型缺陷详细阐述了涂层质量优化的常用方法;而后综述了激光熔覆陶瓷涂层在提升零件耐腐蚀、耐磨损、耐高温性能和提高生物相容性等方面的应用情况;最后,总结了激光熔覆陶瓷涂层技术发展现状,并展望了激光熔覆陶瓷涂层技术的发展趋势。     

激光熔覆Ni/SiC陶瓷涂层耐腐蚀性能的研究

采用激光熔覆技术,在45钢表面对含量不同的SiC（质量百分比）陶瓷粉末镍基自熔性粉末进行激光熔覆得到Ni基SiC合金涂层。对不同含量的SiC熔覆层试样进行了阳极极化线测定,试验表明,不论是Ni60涂层还是Ni60／SiC复合涂层的腐蚀电流密度都远小于45钢,但加入SiC后的复合涂层的耐蚀性能下降。     

激光宽带熔覆光内送粉喷嘴研制

针对现有光外送粉宽带熔覆中金属粉末受热不均匀、光粉同轴耦合精度不高的问题,设计了一种光内送粉激光熔覆喷头。送粉装置位于激光熔覆喷头内部,四周被激光束包裹。为了实现在宽带激光束内部均匀地对熔池送粉,保证粉末受热均匀,粉末速度方向始终垂直于熔池,设计了一种分粉流道;应用FLUENT软件对粉束发散情况进行了数值分析,确定了出口粉管的间距尺寸;应用FLUENT软件对粉管内部流场进行分析,确定了装置内部分粉管路的尺寸,减少了出口处的紊流,达到了较佳的送粉效果。最后利用所研制的送粉装置进行了送粉实验,验证了其效果。     

激光熔覆同轴送粉喷嘴的研究状况

送粉喷嘴作为送粉系统的关键部件之一,直接影响着激光熔覆的效果。随着激光熔覆技术的发展,国内外对送粉喷嘴进行了深入研究,研制出了多种新型送粉喷嘴,有效的提高了熔覆效果和粉末的利用率。简要的概括了国内外对于同轴送粉喷嘴的研究进展以及送粉原理,分析了现有同轴送粉喷嘴现状,指出了现有送粉喷嘴存在的不足,提出加强送粉喷嘴的设计是加速送粉激光熔覆发展的关键问题之一,并对同轴送粉喷嘴的前景进行了展望。     

稀土Y_2O_3对激光熔覆Al/Fe基合金涂层的影响

采用激光熔覆技术在低碳钢表面制备了Al/Fe基合金涂层。通过Olympus金相显微镜、SEM、EDS和显微硬度测试研究了稀土Y2O3的添加对熔覆层组织结构和显微硬度的影响。结果表明:稀土Y2O3的添加,加剧了激光熔覆过程中的铝热反应,提高熔覆层凝固温度,增大熔覆层及结合区白亮带的厚度。通过与合金元素的交互作用改变了熔覆层中合金元素的分布,使合金元素含量自结合区至熔覆层表层呈增加趋势,细化了晶粒,提高熔覆层整体硬度。同时Y2O3在熔覆过程中可部分代替C的还原作用,减少C的损失,并使C和Cr大量富集于熔覆层表层,极大地提高熔覆层表层硬度。     

La2O3对AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Cu涂层的影响

试验采用Nd:YAG 激光器在AZ91D镁合金表面激光熔覆不同La2O3含量的Al-Cu涂层,借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计和滑动磨损试验机,分析稀土对熔覆层表面形貌、显微组织、物相结构、显微硬度和耐磨性能的影响。研究结果表明：稀土氧化物La2O3在Al-Cu涂层中能够细化晶粒,改善熔覆层的质量,并生成稀土化合物Mg17La2和LaAl3;当添加质量分数为1.2%的La2O3时,熔覆层组织均匀,晶粒细小,显微硬度最高;添加La2O3的熔覆层的平均摩擦因数比镁基体和未添加La2O3的熔覆层的平均摩擦因数小,说明稀土氧化物能够减小熔覆层的摩擦因数,提高涂层的耐磨性。     

多元陶瓷相在激光熔覆层中的溶解机制研究

激光熔覆层材料以铁基粉末为基础,添加有TiC、WC和SiC多元陶瓷增强相。依据自由能变理论,对激光熔覆过程中的涂层化学反应方向与反应程度进行了热力学分析,研究了所添加陶瓷增强相的溶解机制,结果表明：在设定的工艺参数和激光作用下,涂层表面可产生2 000~3 000 K的高温,通过显微组织分析可以发现,在上述温度范围内陶瓷物质发生了部分甚至完全溶解,且熔池中熔化游离的Fe、Cr、Ni等离子或颗粒先后与陶瓷物质中分解出的Ti、W、Si与C元素发生再反应与互溶,形成了具有一定金属性以及陶瓷相强度和硬度的物质,如FeNi2Ti、Fe-Cr-Ni-Si等新合金相或固溶体,并达到了强化涂层性能的效果。研究结果与理论模型分析结果规律相同。     

激光熔覆组合式送粉喷嘴的研制

针对生产实践中激光熔覆加工技术对送粉喷嘴的使用需求,设计研制了一种组合式重力送粉喷嘴。该喷嘴带有送粉缓冲槽,倾斜角度可调,利用循环水进行冷却,适于大容量送粉器使用。实践证明,该新型送粉喷嘴机加工工艺具有技术先进、冷却效果良好、输送粉末流均匀的特点,可以满足激光熔覆的工业应用需求,大大提高了生产效率。