钛合金表面激光熔覆技术的研究进展

金属表面激光熔覆技术是近年来发展起来的一种新型表面处理工艺.利用高能激光束对材料表面瞬间加热和熔池快速冷却的特性,在钛合金表面用激光熔覆一层陶瓷增强复合材料,能够显著提高钛合金的耐磨性能.简要阐述了金属表面激光熔覆工艺、钛合金表面激光熔覆技术及其在未来的发展方向.     

钛合金激光表面熔覆的研究与进展

钛合金具有优异的高比强,良好的抗腐蚀、蠕变、疲劳和韧性,但其表面抗磨性能差,不能作为机械零件使用,大大限制了其性能潜力的发挥.为提高钛合金的表面性能,激光熔覆技术在钛合金表面上进行了相关的研究,获得了陶瓷相增强的高硬度金属基体复合涂层,为钛合金在机械零件上的应用提供了理论基础.本文综述了近几年来钛合金激光熔覆技术的状况,存在的问题,提出进一步研究的方向.     

材料表面激光熔覆研究进展

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，具有广阔的应用前景。本文详细评述了激光熔覆技术的研究和应用，其中包括熔覆工艺，理论模型、材料体系及其熔覆形成的冶金组织特征和性能，同时，指出了存在的问题和今后努力的方向。     

钛合金激光熔覆的研究现状与发展趋势

钛合金具有高比强、良好的耐蚀性能等优点,但其耐磨性差,限制了它在摩擦机构的应用.激光熔覆技术是近年来发展起来的一种新型表面改性工艺.在钛合金表面进行激光熔覆,可提高钛合金的表面性能,获得高硬度、耐磨性能好、低摩擦系数的熔覆层.简要阐述了钛合金表面激光熔覆的研究现状,包括激光熔覆工艺、熔覆层的组织与性能,指出了存在的问题,并展望了钛合金激光熔覆的发展方向.     

激光熔覆化学处理钛合金表面改性的研究

采用两步走的方法实现了钛合金的表面改性，首先在钛合金表面进行激光熔覆CaO或CaCO3，得到冶金结合的复合涂层后，通过在磷酸等含磷酸根的溶液中浸泡CaOCa使涂层中的转变为磷酸盐，从而使钛合金表面具有生物活性。XRD和SEM分析表明，得到了活性涂层，涂层与基体的结合良好。     

钛合金表面激光熔覆Co-WC复合涂层的组织及力学性能

在钛合金TC4(Ti-6Al-4V)表面利用激光熔覆Co-WC复合涂层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和硬度计研究涂层的微观组织及力学性能。结果表明,Co+15%WC、Co+30%WC及Co+45%WC试样熔覆层与基体都实现了冶金结合,表层激光熔覆层涂层内组织均匀致密,没有气孔、裂纹等缺陷。而Co+60%WC试样虽然熔覆层与基体界面也为冶金结合,但是熔覆层内发生了开裂。激光熔覆Co-WC复合熔覆层的宏观洛氏硬度较TC4基体提升了2~3倍,合金粉末中WC的含量比例越高,熔覆涂层试样的宏观洛氏硬度的提升越明显。4种熔覆试样从基体到熔覆层表面,其显微硬度都是逐渐升高的趋势,熔覆层表面显微硬度达到TC4基体的显微硬度的近3倍。在Co基合金粉末中添加WC的最大含量为45%,高于45%之后,熔覆层显微硬度值下降。     

钛合金表面三种预涂材料的激光熔覆研究

为提高钛合金的表面耐磨性能,分别以NiCrBSi、NiCrBSi B4C和B4C Ti三种材料体系为预涂粉,在Ti-6Al-4V表面涂覆不同厚度的预涂层,采用CO2激光器进行激光熔覆工艺研究.在相同激光熔覆工艺条件下,对不同材料体系的涂层质量进行观察与分析,确认NiCrBSi B4C材料涂层是三种材料体系中最好的.在激光熔覆过程中,NiCrBSi B4C材料中的B4C和Ti发生反应,原位生成增强相,对涂层有强化作用.而且,NiCrBSi的加入控制了原位反应的剧烈程度,减少裂纹和气孔,保证了涂层质量.     

钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和显微硬度进行了研究。结果表明：钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中。合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为Ti(Al、P、Fe、V)相,白色共晶组织主要为Fe2Ti4O AlV3,白色颗粒为结晶析出的Al3V0.333 Ti0．666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为CaO、CaTiO3和HA,灰色相为β-TCP及Ca2Ti2O6,白色颗粒相为TiO2。合金层的最高硬度为1600Hv0．2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300Hv0．2。     

钛合金表面激光熔覆Ni基梯度涂层的研究

为了改善Ti6Al4V钛合金表面耐磨性能和抗高温氧化性能,采用CO2激光在Ti6Al4V钛合金表面进行激光熔覆Ni基梯度涂层试验.利用扫描电镜和显微硬度计等手段分析了熔覆层组织,测试了基体和熔覆层的显微硬度.结果表明,采用适当的工艺参数,可以在钛合金表面获得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层.熔覆层组织由树枝晶和晶间共晶组织构成,并与基体形成牢固的冶金结合.由基体到表面,显微硬度过渡平稳,呈明显梯度渐变特征.     

激光熔覆技术研究进展

首先从激光熔覆用设备与材料、熔覆层的性能以及工业应用等方面,综述了国内外激光熔覆技术的研究动态与进展.其中,着重介绍了激光熔覆层的性能,如耐磨、耐蚀、耐高温等.随后指出了激光熔覆技术目前存在的一些技术难题,如熔覆层的开裂与剥落、工件的变形、不完整的熔覆层材料体系以及轻金属的熔覆质量等问题.最后展望了激光熔覆技术的发展前景,并针对目前该技术存在的问题指明了今后的发展方向.     

脉冲激光熔覆制备钛合金的柱状组织涂层

用脉冲激光熔覆方法在TC6钛合金表面制备具有柱状组织特征的钛合金涂层,研究了涂层的组织特征和液-固前沿热力学参数的变化及其对柱状组织的影响.结果表明,该涂层的组织形态具有典型的柱状特征,涂层仍由α'马氏体构成,但是其尺寸更加细小,柱状组织中主要合金元素分布的均匀性显著提高.柱状组织是在"液相→β相"转变过程中由G/R比值所决定的原始柱状β相结构在室温下的残留.在凝固过程中,固液界面处G/R值的变化决定了所获得的柱状β相形态的变化,并最终导致柱状组织向非柱状组织转变.     

激光熔覆材料研究现状

综述了目前制备激光熔覆涂层所采用的主要材料体系及激光熔覆材料应用中存在的主要问题及解决途径,给出了设计和开发激光熔覆材料应遵循的一般原则.指出激光熔覆材料是决定熔覆层工艺性能和应用性能优劣的重要因素,激光熔覆专用粉末的研究开发是激光熔覆技术研究的重要方向.     

激光熔覆陶瓷超微粉表面改性

用陶瓷超微粉作熔覆材料 ,对常规材料进行表面处理 ,可以极大的提高材料的表面性能。介绍了激光熔覆陶瓷粉的工艺过程 ,并对熔覆层的硬度、粗糙度和熔覆与基底之间的结合情况进行了考察。     

铁碳合金表面激光熔覆的研究进展

激光熔覆技术具有加热速度快、熔覆过程中产生的热影响区小、基体表面温度低等优点,因此能够较好地保证零部件的尺寸精度,近年来发展成广泛应用的表面改性技术。激光熔覆技术对涂层粉末以及基材选择要求不高,因此广泛应用于不同种类基体材料的再制造修复。从铁碳合金材料出发,分别对激光熔覆技术在改善铸铁、碳钢及合金钢材料的力学性能、耐磨性、耐蚀性、抗热疲劳性等方面的应用进展和存在的问题及对策进行了分析,阐明了工艺参数、材料成分以及工件的预热或后处理对制备高质量大熔覆层组织和性能的影响规律,最后指出了激光熔覆技术在目前研究中存在的问题并对其未来发展方向进行了展望。     

Ti6Al4V表面激光熔覆纯Cr粉热力学分析

为研究在激光作用下元素之间的扩散及作用机理,采用激光熔覆方法在Ti6Al4V表面熔覆纯Cr粉,利用热力学相图分析软件Thermo-Calc对Cr-Ti-Al-V四元体系进行平衡相图计算分析,利用DICTRA软件模拟合金体系的元素在Ti6Al4V基体中扩散分布情况。X射线衍射图谱表明熔覆层主要由α-Ti、Laves相Cr2Ti及亚稳态Cr1.97Ti1.07组成;扫描电镜实验结果显示熔覆层主要由片状、树枝状及细小针状组织组成。熔覆层元素体系中主要为Cr、Ti元素在不断相互扩散,Al元素扩散缓慢,V含量基本没有变化,整个体系中主要参与反应的是Cr与Ti元素。     

激光熔覆玻璃涂层

本文研究在Ａ３钢基材上激光熔覆玻璃涂层的可行性，激光熔覆玻璃涂层的过程是玻璃熔体在基材表面上湿润、铺展，然后冷凝的过程。玻璃熔体在基材表面上铺展，不仅与它们之间的浸润有关，而且与玻璃熔体的流动性有关。玻璃熔体的流动性在熔覆过程中随时间变化；激光处理参数的不同会改变熔体的随时间变化过程。合理选择激光参数能熔覆形成均匀的、光滑的、粘附的、无裂纹的玻璃涂层。在激光熔覆过程中，会在玻璃熔体中出现结晶现象，     

激光熔覆修复对TC4钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

为了研究激光熔覆修复对TC4钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,采用激光熔覆技术,通过逐层堆积TC4钛粉,对TC4钛合金板表面凹槽进行修复。利用光学显微镜和扫描电镜分别观测试样的微观结构和疲劳断口,采用疲劳裂纹扩展实验测定试样裂纹长度与循环次数,利用修正的七点递增多项式拟合法获得每组3个试样在相同裂纹长度下的疲劳裂纹扩展速率。实验结果表明:激光修复区由β晶粒和沿晶界连续分布的α相组成,属于典型的魏氏组织,热影响区由等轴的α晶粒和β转变组织组成,属于典型的双态组织;同母材相比,激光熔覆修复件疲劳裂纹扩展速率显著降低。TC4钛合金熔覆修复件抗疲劳裂纹扩展能力的提高归因于魏氏组织断裂韧性高和双态组织优异的综合力学性能。     

不锈钢表面激光熔覆抗空蚀涂层技术研究进展

综述了国内外不锈钢抗空蚀激光表面熔覆技术的研究现状,介绍了该技术的特点,设备和抗空蚀熔覆粉末体系.并对激光熔覆层结构及性能作了较详细的介绍,阐述了熔覆层的抗空蚀性、耐磨蚀性和耐腐蚀性等.还简要介绍了该技术的应用现状,并提出了其今后的发展前景及方向.     

基于激光熔覆技术的热防护材料选择

轻量化合金材料的耐高温、抗烧蚀性能较差,采用激光熔覆技术制作涂层的方法可提升其热防护性能。本文从热防护的机理出发,结合激光熔覆工艺对熔覆材料性能的要求,从现有的热防护材料和激光熔覆材料中筛选出几种可实现短时间、无冷却情况下基体热防护的熔覆材料,并对基于激光熔覆工艺的热防护材料的未来发展趋势进行了展望。