宽带激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响

用金相检测法和能量平衡方程,推导并计算了激光熔覆过程中单位质量熔覆材料的比能Er和单位时间实际输入比能Eh,合理地解释了粉末有效利用系数、熔覆层稀释率随工艺参数变化的规律。结果表明,在激光参数不变的条件下,稀释率随扫描速度和送粉速率的增加而减小;粉末有效利用系数随扫描速度和送粉速率的增加而加大。熔覆材料损失机制主要是由于过热引起的烧损。     

激光熔覆工艺及熔覆材料进展

激光熔覆技术在目前材料表面改性技术中应用较广泛。本文概述了激光熔覆技术及工艺方法,介绍了激光熔覆材料分类及特点,并展望了激光熔覆技术的发展前景。     

激光熔覆Fe基TiC涂层的组织与性能

采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备含TiC质量分数为20%~50%的Fe基TiC复合涂层。分别用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X线衍射(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损机对熔覆层的微观组织、物相、硬度及耐磨性进行研究。结果表明:当TiC质量分数为30%时,涂层组织致密,TiC颗粒分布均匀、部分溶解、尺寸减小;涂层主要是由α-Fe固溶体,Fe C,Fe B,B4C,B4Si,Cr5B3,Ti B以及未溶解的TiC等组成;当TiC质量分数为30%时,熔覆层平均维氏硬度为783.8,磨损率为45#钢基体的1/38。     

镁合金表面激光电弧复合熔覆 5556 铝合金工艺研究

铝合金熔覆是轻量化镁合金表面涂层防护的重要方法。 本研究使用 AZ80A 镁合金作为基材, 使用 5556 铝 合金作为熔覆合金, 并使用激光电弧复合熔覆进行了铝合金熔覆层制备。 对熔覆层组织进行了分析, 重点研究了 激光摆动对熔覆层品质的影响。 结果表明, 当激光无摆动时, 熔覆层宽度有限, 无法正常形成各道次熔覆层的有 效搭接, 且缺陷较多。 在增加激光摆幅的情况下, 激光加热能量会更均匀地在镁合金基材表面分散, 有效增加了 熔宽, 提升了各道次熔覆层的搭接率, 促进内部缺陷更少、 品质更高的连续熔覆层的形成。     

激光熔覆速率对熔覆层显微组织及耐磨性的影响研究

分别采用高速和常规的熔覆速率,进行了高硼不锈钢合金粉末的激光熔覆试验.试验结果表明,相同功率条件下,熔覆速率对组织的影响较大.熔覆速率越快,枝晶尺寸越细小.高速激光熔覆下,熔覆层晶粒尺寸可达1～2μm,且组织更均匀.高速激光熔覆制备的熔覆层中奥氏体含量偏高,从而熔覆层的耐磨性能有所下降.     

送粉法激光熔覆工艺对不锈钢熔覆层微观组织结构与性能的影响

本文研究了送粉法激光熔覆条件下,最优化的激光熔覆工艺窗口及其对熔覆层性能的影响.结果表明,对于粒度范围为53～150μm的球形不锈钢粉,送粉法激光熔覆的最优化的工艺窗口为:功率2600 W、扫描速度8 mm/s、熔覆层厚度2.0 mm、搭接率50％.在此条件下熔覆层显微硬度最高可达721.68 HV0.2,为基体硬度的...     

In625镍基合金粉末激光熔覆参数研究

为了确定在ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢板上激光熔覆In625镍基合金粉末的最佳生产工艺参数,采用响应曲面分析法设计并开展一系列的激光熔覆参数实验,并利用Desigh-Expert软件中Response Surface模块对最终数据进行方差定量分析。通过金相显微镜对多道搭接熔覆试样的表面形态和横截面组织进行了观察和定性分析,从而确定熔覆工艺的最佳参数组合。结果表明,在维持送粉量不变的条件下,熔覆层高度对激光功率与扫描速度的响应都比较明显;熔覆工艺的最佳参数组合为激光功率2000 W,送粉量84 g·min?1,扫描速度5 mm·s?1,在此参数下获得的熔覆试样具有高质量的熔覆层,无气孔和裂纹,且表面光滑。     

钛合金表面激光熔覆涂层及工艺研究进展

钛合金具有密度低、比强度高等多种优点,但存在摩擦因数高、耐磨性能差、高温易氧化等缺点。激光熔覆技术可根据需求提升钛合金的表面性能,满足不同服役环境下对钛合金零部件的使用要求。为此,重点介绍了钛合金表面激光熔覆材料,包括自熔性合金粉末、陶瓷粉末、金属基陶瓷复合粉末等,讨论了激光熔覆工艺对涂层性能的影响,最后指出了钛合金表面激光熔覆涂层的发展方向：(1)发展新型熔覆层材料体系;(2)优化激光熔覆工艺参数;(3)研发功能梯度涂层。     

40Cr钢研钵表面激光熔覆

本文介绍对40Cr钢制研钵的表面进行激光熔覆的试验方法,并验证了40Cr钢制研钵经过激光熔覆后,提高了研钵的表面硬度、耐腐蚀性等,可以达到贵重硬质合金制研钵相当的使用性能。     

不锈钢表面激光熔覆强化层研究现状与展望

不锈钢是推动现代工业发展的关键金属材料之一。在重载、盐雾、空化、高温等恶劣工作环境下,不锈钢材料存在耐磨损、耐腐蚀、抗空蚀、抗高温氧化等表面性能不足的问题,限制了其更为广泛的应用。激光熔覆技术是近年发展较为迅速的绿色表面改性技术,其熔覆层具有组织致密且均匀、晶粒细小、膜基结合强等优点,已被广泛应用于不锈钢表面强化领域。对影响熔覆层质量的关键工艺参数与送料方式进行研究,归纳熔覆层表面强化研究现状,总结激光熔覆技术的工业应用和新型激光熔覆复合技术,进而对激光熔覆技术发展趋势及应用前景进行展望。     

激光制备NiCrBSiCoWC熔凝层的特性

为改善汽轮机叶片性能,利用5 kW CO2激光器在汽轮机末级叶片表面制备NiCrBSiCoWC涂层,利用SEM观察熔凝层组织,利用HB1000B维氏硬度计测试熔凝层显微硬度,在XP-5数控高温摩擦磨损试验机上进行磨损试验,分析影响叶片熔凝层开裂行为的因素。实验结果表明:激光熔凝层与基材形成良好的冶金结合,熔凝层组织均匀,当熔凝层厚度为0.2～0.3 mm,基材预热至220℃时,熔凝层裂纹宽度和长度能得到有效控制,熔凝层平均硬度约为964 HV,其耐磨性比基体有明显的提高,熔凝层磨损后表面平滑,磨损体积减少约89%。     

铸铁表面激光熔覆1725/WC复合涂层工艺参数优化

采用激光熔覆技术在铸铁表面制备了1725/WC复合涂层,利用正交试验考察了激光功率、扫描速度及送粉率等因素对熔覆层稀释率和硬度的影响。结果表明：各因素对熔覆层稀释率影响的主次顺序为激光功率>送粉率>扫描速度。对熔覆层表面显微硬度影响的主次顺序为送粉率>激光功率>扫描速度。最优工艺参数为激光功率2 000 W,扫描速度15 mm/s,送粉率10 g/min。按最优工艺制备的1725/WC复合涂层成形质量较好,WC分布较均匀,熔覆层的平均硬度(HV0.2)为483.0。     

Tribological properties of FeCoCrNiAlBx high-entropy alloys coating prepared by laser cladding

FeCoCrNiAlBx(x=0, 0.25, 0.50, 0.75) coatings were prepared by laser cladding to study the effects of boron on the structure and properties of high-entropy alloys coatings.The microstructure, microhardness, and wear resistance properties of the samples were investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, metallographic micro-hardness test, and friction-wear test, respec-tively, and the mechanism of the wear behavior was also analyzed.The results showed that the high-entropy alloys consisted of BCC phase and eutectic structure, which contained FCC phase and M2 B. With boron addition, the content of BCC phase increased while that of eutectic structure decreased. The wear resistance of the high-entropy coatings was considerably improved with increasing addition of boron, and accordingly, the FeCoCrNiAlB0.75 coating showed the best wear resistance.     

Microstructure and high-temperature properties of Fe-Ti-Cr-Mo-B-C-Y_2O_3 laser cladding coating

Fe-based composite coatings were fabricated on 5 CrNiMo die steel by laser beam melting a precursor mixture of ferrotitanium,ferrochromium,ferromolybdenum,B4 C and Y_2 O_3 powders.Micro structure and properties of the coatings were studied by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),energy-dispersive spectrometer(EDS),resistance furnace and high-temperature tribometer.The results show that(Ti,Mo)C particles with flower-like and(Ti,Mo)B_2 with block-like shapes are in situ formed during laser cladding.Volume faction of multiple ceramic particles increases with the increasing of Y_2 O_3.The cumulative oxidation mass of the coating with 2 wt% Y_2 O_3 is decreased by one-third than that of the coating without Y_2 O_3.The oxidation layer of the coating with Y_2 O_3 is getting smooth.Meanwhile,high temperature wear volume loss of the coating with 2 wt% Y_2 O_3 is about 40% that of the coating without Y_2 O_3.The coating with 2 wt% Y_2 O_3 shows a smoother wear scar and few flat grooves are observed after high temperature wear test.     

激光熔覆无碳Fe-Co-Mo高速钢涂层的组织结构与性能

用水雾化合金粉末为原料,通过同步送粉式激光熔覆技术在40Cr基材上制备无碳高速钢涂层,对涂层的显微硬度、红硬性和抗回火稳定性进行测试和分析,研究工艺参数对涂层形貌及硬度的影响。结果表明,在适宜的参数下能够在基材表面获得无宏观裂纹和气孔的无碳高速钢涂层。涂层致密度高、稀释率低,与基体呈现出良好的冶金结合。涂层熔覆态下显微硬度(HV0.2)达到700,经过600℃下1 h时效后,涂层硬度(HV0.2)明显提升至900。经过4次600℃保温1 h的时效后,涂层硬度(HV0.2)保持在800。此外在600℃保温30 h的长时间回火后,涂层仍然可以保持硬度(HV0.2)达750,相较于常规高速钢ASP2030以及热作模具钢H13具有更加出色的抗回火能力。     

高功率半导体激光宽带熔覆WC-NiSiB耐磨涂层的组织结构与性能

采用3kW高功率半导体激光器,在45钢基体上制备不同WC含量(质量分数20%~80%)的WC-NiSiB复合涂层,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)对熔覆层的微观组织、成分分布及物相进行表征,并测试涂层试样的硬度与耐磨性能。结果表明,激光熔覆WC-NiSiB复合涂层组织主要由γ-Ni、WC、W2C、WB、W2B、Ni4B3及Ni4W等物相组成,熔覆层与基体形成冶金结合。涂层与基体的结合区,从熔合线开始逐渐向上的组织依次为垂直于界面的胞状晶、柱状晶和枝状晶,熔覆层中部为沿一定方向生长的树枝晶,表层为异向生长的细小树枝晶。随WC颗粒含量增加,涂层中WC颗粒分布更加密集。WC含量为60%时,WC颗粒分布均匀致密,熔覆层无裂纹,熔覆层的硬度最高达到1291HV,为NiSiB合金层硬度的2.7倍,耐磨性是NiSiB合金层的6.8倍。     

激光功率对碟阀表面熔覆Ni 基合金涂层性能的影响

采用半导体激光器在2205双相不锈钢表面激光熔覆Ni基合金涂层.借助扫描电镜、电化学综合测试仪和硬度测试仪等,探讨了激光功率对涂层稀释率、微观组织、耐腐蚀性能及硬度的影响.结果表明:激光功率越大,涂层稀释率越大,熔覆层与基体元素发生更多的对流扩散;熔覆层的耐腐蚀性能随激光功率的增加而降低,当激光功率为2.7 kW时,熔覆层的自腐蚀电位最低,为-0.46 mV,腐蚀电流最小,为3.47×10-5 A/cm2. 硬度测试实验表明,激光熔覆Ni基合金涂层硬度最高达680 HV,约为基体硬度的2.5倍.      

激光表面熔覆技术进展

文章多方位对激光熔覆工艺特点、涂层材料体系和组织形貌特征进行分析,并对其研究走向予以展望。     

Melt-solid interactions in laser cladding and laser casting

Experimental data in conjunction with mathematical models are used to explain various aspects of laser casting and laser cladding by the preplaced powder method. For increasing speed, the data can be distinguished between substrate melting, dilution-free clad bonding, bond-free casting, and poor contact breaking the melt track into spheres. Results include a thermodynamic explanation of the wide range of process parameters over which dilution-free clad deposits can be produced, as the process switches from heating of the insulating powder to additional cooling when the melt front reaches the substrate. Also, the interaction of the melt pool with the powder bed is analyzed to identify why laser castings have microscopically uneven surfaces and do not bind with the substrate. The advancement of the melt front through the powder layer is governed by heating, melting, and incorporation of each individual grain. Although most powder grains are in the small size range for the case studied, the few particles up to a factor 3 larger delay and therefore govern the front advancement due to much slower melting and surface tension driven incorporation, depending on the particle size in a non-linear manner.