激光熔凝表面强化技术及其数值模拟研究进展

综述了激光熔凝表面强化技术机理及工艺参数影响的研究现状,结合实际分析目前该技术存在的技术瓶颈,并探究了其数值模拟方面的研究进展。认为研制高效的激光表面处理涂层和采用数值模拟的方式进行激光表面处理技术的机理研究是该领域的主要发展方向。另外,笔者认为可采用多种表面硬化处理方式共同作用,使材料在多种因素交互作用下发挥最大的硬化潜能,如在激光熔凝表面处理后加渗氮等表面化学处理方法。     

轴承滚道激光淬火的温度场数值模拟

利用CO2激光对GCr15钢轴承滚道表面进行激光相变硬化处理实验。对GCr15轴承滚道表面激光相变硬化处理过程进行数值模拟,讨论激光工艺参数对轴承滚道表面激光硬化处理后相变硬化区宽度和深度的影响,得出与实验比较吻合的结果。激光参数变化所造成的微观结构变化导致表面硬度值差异较大。模拟结果表明,激光工艺参数固定时,激光扫描进、出端的温度场有明显的不同,导致沿激光扫描方向硬度分布的不均匀性和激光扫描进、出端淬硬层深度分布的不均匀性。并探讨改善硬化层深度分布均匀性和表面硬度均匀性的方法。     

火炮身管内表面激光硬化处理的实验研究

提高身管寿命是火炮行业亟待解决的关键技术问题，激光表面改性技术是解决这一问题的有效方法之一。本文在分析激光表面相变硬化性能的基础上，对身管内表面进行了激光硬化处理实验研究，检测了其内表面阳线和阴线的硬化层硬度和深度，对比分析了离焦量和焦深对其内表面硬化层硬度的影响，并对激光相变硬化层金相组织进行了分析。经激光硬化处理后，身管的内表面硬度有明显提高，硬化层较深，且为很细的条状马氏体组织。     

战車履带件的激光热处理

美国陆军坦克机动车辆研究与发展局从七十年代末开始研究战车履带件的激光热处理。第一阶段研究工作于1980年完成,对激光热处理的技术可行性给予了充分肯定,认为它能使M60坦克T-142履带端连接器和导向齿两个件的受磨损表面获得精确的硬化层,表面硬度     

激光硬化处理对 34CrNiMo 钢疲劳强度的影响

测试了激光相变硬化处理后的３４ＣｒＮｉＭｏ钢疲劳强度，采用光学金相显微镜、透射电镜和Ｘ射线应力分析，研究了疲劳强度得以提高的原因。与表面感应加热淬火处理相比，激光硬化处理的疲劳强度提高不大，是与激光硬化层深度较浅以及残余压应力分布的范围较小有关。     

强激光作用下金属表面的凝固特征研究

研究了将Ｌ－６０５钴基高温合金粉末和Ｔ１５超硬高速钢粉末涂覆在２０Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ钢表面，经激光熔凝处理后的涂层表面的凝固特征。结果表明：激光熔凝的涂层表面既有以波纹状形式向前推进的，如涂覆有Ｔ１５粉末的凝固表面，也有以直线状枝晶形式为其表面凝固特征的，如涂覆有Ｌ－６０５钴基粉末的凝固表面。这表明材料的表页熔体流动特征及材料的热物理性能参数，将明显地影响凝固表面的特征。     

激光表面熔凝对铝-硅共晶合金组织与性能的影响

本文利用大功率CO_2连续式激光器,研究了Al-12.7％S_1共晶合金表面快速熔凝处理的组织与性能。试验结果表明,激光功率密度与激光扫描速度,对Al-Si合金表面熔凝层的组织细化具有重要作用。在快速熔凝条件下,其熔凝表层为极细的α+(α+Si)亚共晶组织,次表层为具有方向性分布的柱状树枝晶组织。由于表层组织的细化,使其显微硬度得到明显提高(由HV50→HV90),而耐磨性与未经处理的铸态组织相比、可提高一倍以上。     

42CrMo钢激光淬火组织和硬度的研究

采用YLS-3000型光纤激光器对42CrMo钢进行表面熔凝淬火处理,通过金相显微镜、扫描电镜及维氏硬度计的观察与检测,分析淬硬层组织、硬度、深度及其与激光工艺参数之间的相互关系。结果表明,淬硬层深度随激光功率的增大和扫描速度的降低而增大,随激光功率的减小和扫描速度的增加而减小,而硬度的变化不大。激光熔凝淬火后表层出现深约0.3 mm的熔化区,其硬度比内侧稍低,淬硬层深度可达2 mm以上,硬度约为660HV,但熔化区域中心会出现不均匀的变形,进行熔凝淬火时需预留0.2 mm的加工余量。     

激光多点点火二维两相流数值模拟

激光点火技术是一种新型点传火技术,为了研究激光多点点火对膛内压力波动、燃烧稳定性等的影响进行了数值模拟。以某短身管30 mm火炮激光点火过程为研究对象,建立了二维两相流数学物理模型,采用MacCormack两步预估校正差分格式及"运动控制体"运动边界处理方法实现数值计算。数值计算结果与实验有较好的一致性,对激光点火系统设计具有参考意义。     

过共晶铝硅合金激光熔凝组织与性能的研究

本文对经激光快速熔凝处理后的过共晶铝硅合金表层组织及性能进行了研究,结果表明:(1)激光快速熔凝后,可使初晶硅尺寸细化到2.5～7μm,共晶组织同时获得明显细化;(2)激光重熔加时效处理比固溶加时效处理的硬度高,并具有较好的热稳定性及耐磨性。     

兵器维修保养中的钢铁常温发黑工艺

分析了兵器维修保养中钢铁零件发黑处理的现状和采用常温发黑新工艺的必要性，介绍了国内外常温发黑液的典型配方，阐述了常温发黑的机理和存在的问题，展望了常温发黑新工艺在兵器维修保养中的应用。     

A New Locus Shaping Method of Quadric Aspheric Parts

The original idea and shaping principle of locus shaping method for processing the aspheric optical parts are introduced, and the partial structure of the machine tool designed is described. The method has the advantage of high efficiency and low cost compared to the numerical control method. And it is proven that the method is feasible.     

坦克履带销表面强化残余应力分析

用X射线应力测量仪分别测定了坦克履带销经滚压、喷丸和滚压加喷丸三种表面强化后的表面残余应力。结果表明 ,滚压后履带销的表面残压应力在轴向和切向均较其余二者大 ,故在这三种工艺中 ,滚压应为坦克履带销的最佳表面强化工艺。滚压后再喷丸显著降低滚压工件表面残余压应力     

地地导弹精度提高的手段与激光制导的可能性

地地导弹是以高精度攻击所选定的敌方目标并在受到攻击时进行有效反击的一种重要武器，其精度是地地导弹的核心指标，关系到武器的生存价值和作战的有效性。从地地导弹制导系统的发展历程，论述了地地导弹制导技术的未来趋势，讨论了激光精确制导技术在地地导弹末制导中的应用可行性。     

造型粉的包覆度与其表面张力和表面积的关系

通过表面热力学,建立了造型粉的包覆度与其表面张力、比表面积的数学模型,并模拟了典型的球形粒子在不同包覆度下的比表面积的变化趋势,为采用表面张力和比表面积法测试造型粉的宏观包覆度奠定了理论基础。     

某转管自动机炮尾体寿命提升技术研究

炮尾体承受着射击过程中的高温以及连续瞬态强冲击载荷的恶劣工况,表面易产生疲劳裂纹并逐渐扩大,造成炮尾体断裂,引起自动炮故障。为提高炮尾体的疲劳寿命,研究了声铣复合表面改性处理方法来提高炮钢材料的表面性能。从表面粗糙度、表面硬度和疲劳寿命3个方面分别比较了传统干切削和声铣复合表面改性两种技术,结果表明声铣复合表面改性后的样品表面粗糙度为0.32μm,表面硬度相比基体硬度可以提高24%左右,炮尾体闭锁齿的疲劳寿命提高到原来的11倍以上。声铣复合表面改性技术增加了材料表面的局部残余压应力,可以使材料具有更优异的表面性能。     

4Cr13线材轧制后冷却速率对表面宏观应力和微观组织影响的研究

利用X -射线应力仪和扫描电镜分别测试、观察了 4Cr13线材轧后不同冷却速率下表面宏观应力和微观组织。研究结果表明表面裂纹是因冷却速率过快所造成的。     

一种通过估测管路壁温辅助判断管路防火能力的方法

为给出航空发动机管路适航防火试验目视检查试验判据的数据支撑,提出一种在着火区域内外设置温度和应变传感器并通过仿真算出着火区域内试验件表面温度和应变状态的方法。通过研究管路防火试验测试过程中火焰区域内试验件表面温度、试验件表面应力的变化分析,减少管路防火试验目视检查判据的主观性。结果表明,该方法可为试验结果提供数据支撑。     

地地战术导弹集束战斗部抛撒均匀性判定方法

简述了地地战术导弹集束战斗部抛撒均匀性判定问题 .对一种类型的集束战斗部的抛撒均匀性判定方法进行了分析 .结合实际工作运用 ,提出了注意事项 ,为其他类似的集束战斗部抛撒均匀性判定提供一种借鉴     

键合金丝断口分析

用扫描电镜和X射线能谱仪分析研究了半导体器件键合用金丝的断口。结果表明,金丝正常断口呈圆锥状,其缺陷断口有:外环层状断口、裂口、气孔、异金属夹杂、非金属夹杂、偏心、菠萝状断口、无塑性平断口等。国产键合金丝生产中拔丝断头过多,主要是由于气体、夹杂和毛坯表面粗糙等造成的。合理调整成份,采取措施切实提高冶金质量(净化金液、降低含气量、提高铸坯和粗丝表面质量等),是提高国产金丝质量和性能的关键。