涡轮叶尖激光熔覆涂层技术探索

为了探索涡轮叶尖端部型腔涂层的制备工艺,以堆焊用镍基合金焊条加工成的粉末为原材料,分别采用激光熔覆及氩弧堆焊技术,在铸造镍基合金试样表面上制备涂层.结果表明:激光熔覆涂层在成型性上优于堆焊涂层,激光熔覆涂层的组织细小致密,硬度高于堆焊涂层的硬度;在涡轮叶尖上进行激光熔覆涂层工艺探索也获得成功.     

涡轮叶尖激光熔覆涂层技术探索

为了探索涡轮叶尖端部型腔涂层的制备工艺,以堆焊用镍基合金焊条加工成的粉末为原材料,分别采用激光熔覆及氩弧堆焊技术,在铸造镍基合金试样表面上制备涂层.结果表明:激光熔覆涂层在成型性上优于堆焊涂层,激光熔覆涂层的组织细小致密,硬度高于堆焊涂层的硬度;在涡轮叶尖上进行激光熔覆涂层工艺探索也获得成功.     

截齿镍基钴包碳化钨激光熔覆涂层磨损性能研究

为解决掘进机截齿的磨损失效问题, 在截齿表面激光熔覆高耐磨的镍基(Ni)钴包碳化钨(WC-Co)涂层。以42CrMo钢为基体, Ni60B商用粉末为粘结相, 纳米WC-Co为增强相, 激光熔覆获得WC-Co陶瓷颗粒增强Ni基复合涂层。利用MM200环块磨损试验机, 测试熔覆涂层在干摩擦和水摩擦环境下的耐磨性能。采用显微硬度计测量涂层磨损前后的表面硬度, 电子扫描显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等观察熔覆涂层磨损前后的显微组织结构和成分变化。结果表明, 激光熔覆涂层可以提高截齿的耐磨性能, 磨损后熔覆层中的细小析出相起到了弥散强化作用, 熔覆层的表面显微硬度提高了10%。相同磨损条件下, 干磨损涂层硬度高于水磨损涂层硬度。     

等离子熔覆涂层截齿的实验研究

利用等离子熔覆工艺 ,在钢基表面熔覆了一层Ni6 0A合金 ,获得了与基体呈冶金结合的涂层 ,熔覆涂层组织由大量的树枝晶组成。这种树枝晶是由高强韧性的镍基固溶体及其上弥散分布的大量硬质相构成。熔覆涂层的高硬度及大量起到耐磨骨架作用的树枝晶 ,使熔覆涂层具有较高的耐磨性。     

16Mn钢感应熔敷WC涂层的耐磨性研究

在刮板输送机中部槽用16Mn钢板表面感应熔敷镍基WC涂层,对其微观结构进行分析,检测其硬度和耐磨性。结果表明,熔敷层组织为熔融镍及半熔WC颗粒组成,且其与基体形成良好的冶金结合层。其耐磨性较16Mn钢板提高近2倍     

混粉工艺对激光熔覆WC／Ni60B涂层组织硬度的影响

激光熔覆技术通过高功率激光熔化涂层材料及基体表层，可在普通金属材料表面获得与基体皇冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料的耐磨、耐蚀、耐热及抗氧化等性能，成为激光表面改性研究和发展的热点。为提高熔覆层的性能，通常考虑利用激光熔覆制备金属基复合陶瓷涂层。大多数学者重点研究了金属基体材料的选择对涂层熔覆性能的影响；激光工艺参数对涂层组织性能的影响；以及陶瓷颗粒的种类、形状、大小对涂层性能的影响。而由于金属基体合金粉末的密度与陶瓷颗粒的密度相差很大，无论是用激光送粉法还是用预制涂崖都很难制备出组织均匀的涂层。     

液压支架活柱涂层的熔覆工艺与耐磨性能研究

为增强液压支架活柱的耐磨性,基于激光熔覆技术提出一种涂层制备工艺,对Ni、Si和Mo粉末的送粉特性以及激光参数对涂层宽度和厚度的影响规律进行了研究,为送粉量、激光功率和扫描速度等工艺参数的合理选择提供重要依据。通过RTEC摩擦试验机和FEI扫描电镜,对涂层及母材表面的耐磨性能进行测试,研究法向压力、摩擦速度和温度对摩擦学性能的影响规律以及对应的磨损机理。试验结果表明,该激光熔覆涂层可有效地解决液压支架活柱的偏磨与局部磨损问题,在重载和高温条件下的耐磨性良好,表面硬度可提升20%以上。     

激光熔覆Fe-Cr-W-V梯度涂层组织性能研究与有限元分析

采用类似于高速钢的材料作为工作层,在工作层成分基础上通过降低主要元素含量作为过渡层。利用激光熔覆的方法将材料熔覆到45号的基体上,在工作层中添加0-0.2 %的稀土氧化铈,结果表明,添加一定量的稀土可以细化晶粒,提高其硬度、耐蚀性、耐磨性。添加0.1 % Ce2O3的复合涂层性能最优,其表面硬度可达62.2 HRC,相对耐磨性较无稀土的复合涂层可提高20 %。添加Ce2O3含量0.1 %和0.2 %的复合涂层的耐蚀性相对未添加稀土涂层分别提高1.88倍、1.72倍。利用Marc软件对过渡层熔覆过程进行模拟,将模拟的应力值与小孔法测量的应力值进行比较,模拟得到的应力值与实测应力值变化趋势拟合较好,纯工作层成分的熔覆层残余应力最高,增加过渡层后可大幅降低残余应力,实测工作层横向为812 MPa,确定最佳梯度层成分M2梯度层成分为最优。     

Ce_2O_3对激光熔覆Fe-Cr-W-V梯度涂层组织性能的影响与有限元分析

采用类似于高速钢的材料作为工作层,在工作层成分基础上通过降低主要元素含量作为过渡层。在工作层中添加0%～0.2%的稀土氧化铈,利用激光熔覆的方法将材料熔覆到45号钢基体上。结果表明,添加一定量的稀土可以细化晶粒,提高其硬度、耐磨性、耐蚀性。添加0.1%Ce_2O_3的复合涂层性能最优,其表面硬度可达62.2HRC,相对耐磨性较无稀土的复合涂层可提高20%。添加Ce_2O_3含量0.1%和0.2%的复合涂层耐蚀性相对未添加稀土涂层分别提高1.88倍、1.72倍。利用Marc软件对过渡层熔覆过程进行模拟,将模拟的应力值与小孔法测量的应力值进行比较,模拟得到的应力值与实测应力值变化趋势拟合较好,纯工作层成分的熔覆层残余应力最高,增加过渡层后可大幅降低残余应力,实测工作层横向应力为812 MPa,确定最佳梯度层成分M2为最优。     

钼及La_2O_3对激光原位合成TiC-VC颗粒增强镍基复合涂层组织和性能的影响

研究添加钼粉及稀土氧化物La_2O_3对Km TBCr15Mo高铬铸铁表面激光原位合成TiC-VC颗粒增强镍基复合涂层组织及耐磨性的影响,分析钼及La_2O_3的作用机理。结果表明,熔覆层无裂纹且组织致密,熔覆层的组织主要由(Fe,Ni)固溶体,细小颗粒状或树枝状TiC-VC复合碳化物组成。随着钼粉的加入,熔覆层的组织更为均匀,钼元素起到细化晶粒的作用,使弥散分布的TiC、VC颗粒难以聚集长大。随着La_2O_3的加入,熔覆层的形核核心增多,更多的雪花状TiC-VC弥散分布于熔覆层组织中。由于钼具有较强的碳化物形成能力以及对显微组织起到晶粒细化作用,La_2O_3对显微组织的细化及涂层的净化具有较大作用,因此适当的钼粉(5%)或稀土La2O3能提高熔覆层的硬度及耐磨性。     

Ni-65WC粉末的雾化造粒与激光熔覆层组织和冲蚀性能研究

为提高煤炭开采、洗选和煤化工的煤机装备耐冲蚀性能,利用雾化造粒和激光熔覆技术制备高WC含量Ni/WC复合熔覆层,通过组织观察、力学性能检测、腐蚀及磨损实验对比研究了雾化造粒和激光熔覆过程中Ni/WC复合熔覆层的组织、结构演变,并基于射流式冲蚀分析了材料的冲蚀行为。结果表明:喷雾干燥Ni/WC团聚复合粉末的球形度与粘结剂含量成正比,而粒径则与雾化器转速成反比。激光熔覆后,Ni/WC熔覆层由Ni、WC和W₂C相组成。其中,在熔覆过程中WC出现了熔解与析出变化,形成了层状共晶→棒状、针状→块状结构的富W和富Ni相。在冲蚀磨损工况下,WC有效改善了Ni/WC熔覆层冲刷磨损性能,磨损率为0.097 g/(m²·h),相比Q235A钢降低约23%。此时,细小的WC均匀镶嵌在磨损表面的粘结相中起到强化作用。同时,Ni/WC熔覆层的剥落处表现出明显的塑性特征,为典型的韧性破坏。     

液压支架立桂激光熔覆铁基合金涂层的研究

采用4 kW半导体激光器在液压支架立柱表面进行不同熔覆速度下铁基合金粉末熔覆,分别对其稀释率、微观组织、耐蚀性能等进行分析和研究。结果表明:在熔覆层厚度均为1.5 mm左右的情况下,不同熔覆速度下,稀释率几乎不变;熔覆层均无气孔等缺陷,与基体冶金结合良好,组织致密,主要由细小发达的树枝晶组成;在质量分数为5%的NaCl溶液中均发生钝化现象,且当熔覆速度为300 mm/min时,所得到的熔覆层自腐蚀电位最高,自腐蚀电流最小,点蚀电位最高,耐腐蚀性能最好。     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

激光熔覆工艺参数对高速钢涂层性能的影响

通过激光熔覆技术,在316L不锈钢表面制备了高速钢涂层。研究了送粉速度和扫描间距(搭接率)对熔覆层性能的影响。结果表明,在送粉速度0.4 r/min、扫描间距0.9 mm时,熔覆层性能较佳。熔覆层表面平滑,无球化缺陷,与基体之间冶金结合良好; 熔覆层内部组织紧密,无气孔和浮渣等缺陷。熔覆层组织结构从下至上依次为平面晶、柱状晶和等轴晶。熔覆层由α-Fe和碳化物组成,且碳化物分布均匀,无明显偏析。熔覆层平均硬度为基体的3.68倍。熔覆层动摩擦系数分布曲线波动小,明显低于基体动摩擦系数。     

激光熔覆技术在液压支架上的应用研究

为了对液压支架进行表面激光熔覆应用研究,以液压支架用27SiMn钢试样为基体,激光熔覆Ni60合金粉末,对熔覆层分析研究。综合结果表明,成形的熔覆层质量满足要求,具有很高的显微硬度和较强的耐腐蚀性能,能达到实用要求。此研究结果为激光熔覆在液压支架上的应用奠定了基础,提供了一种对液压支架进行表面处理新的可行性工艺方案。     

单体液压支柱缸体激光熔覆Ni60A+20％WC性能

结合煤矿特殊环境特点,以煤矿单体液压支柱缸体用钢27SiMn为基体,激光熔覆Ni60A+20％WC合金粉末制备熔覆层。采用扫描电镜、硬度计、磨损实验机、盐雾试验机对熔覆层性能进行分析研究。结果表明：熔覆层与基体间为冶金结合,熔覆层耐磨性比基体材料有较大提高。熔覆层有很高的显微硬度和较强的耐腐蚀性能。     

激光熔覆工艺参数对镍基高温合金成形形貌的影响

激光熔覆成形过程中,工艺参数的选取对熔覆成形质量至关重要,为解决熔覆成形控形难,工艺参数选取,试错实验周期长的问题。采用ANSYS参数化语言APDL建立三维瞬态模型,模拟激光功率、扫描速度、送粉量、光斑直径4个工艺参数对温度和冷却速率的影响,优选出成形质量良好的工艺参数。结合3组实验结果,熔覆层的宽、高、深尺寸及晶相显微组织验证数值模拟的可行性。结果表明：模拟得出的最佳工艺参数为激光功率1400W,扫描速度10mm/s,送粉量1.8r/min,光斑直径2mm。熔覆层的宽、高、深数值模拟尺寸与实验结果一致,且优选的工艺参数成形质量优于对照组的成形质量,这为IN718镍基高温合金激光熔覆成形控形问题提供了很强的参考价值。     

MATLAB在激光涂层零件性能分析与预测中的应用

制备了自熔合金粉末激光熔覆涂层试件,在多次撞击疲劳试验机上进行了多冲试验。在MATLAB环境中建立了激光涂层零件多冲性能分析的BP神经网络模型,并用因素分析法分析得到应力水平比涂层厚度对涂层零件的多冲性能影响更大。同时,在MATLAB环境中建立了激光涂层性能预测界面,用该界面可以实现对激光涂层零件多冲性能的预测。     

基于灰铸铁表面多道搭接熔覆成形质量及组织性能研究

为强化修复受损的铸铁件,提高其性能,延长服役寿命.采用高能量密度激光器在灰铸铁H T 250表面制备多道搭接铁基合金熔覆层,通过熔覆层稀释率及表面平整度两个重要质量指标对搭接率进行优化,利用体式显微镜、光学显微镜和数显维氏硬度计等对熔覆层的横截面形貌特征、金相显微组织和显微硬度进行研究.结果表明,在搭接率为35％ 时,...