激光熔覆钴基稀土合金的研究

本文给出了两种新的激光熔覆钴基稀土合金材料的研究结果。试验表明：加入适当的稀土添加剂可以细化合金组织，进一步提高其硬度、耐磨性、耐蚀性和抗氧化性能；经中温加,塑性明显得到改善，同时硬度也有所提高，故可作为不锈钢阀座等易磨损件的表面材料。     

合金结构钢30CrMo激光熔覆组织的研究

以波长为1.06μm，功率密度为10～20kw／cm^2的Nd：YAG脉冲激光器的聚焦光束为热源，对30CrMo合金结构钢的表面进行Ni基合金的熔覆处理。用扫描电镜和能谱仪观察和分析了熔覆层的显微组织及成分。结果表明，涂层致密无裂纹。在微观结构上，涂层由表及里形貌不同，存在粗大枝晶区、柱状枝晶区和基体3个不同区域，它的相组成为马氏体、奥氏体及花状WC晶体。     

激光熔覆钴基合金的光学检测实验研究

为了直观地表达熔池几何特征参数,分析不同工艺参数下熔池的变化特征,提高熔覆质量,针对激光熔覆系统建立了熔池监测系统,对图像处理后,获得熔池的面积,同时对熔覆后的熔覆带界面进行考察.利用该监测系统研究了不同激光功率、扫描速度、预置粉末厚度下,熔池面积、稀释率以及热影响区深度的变化规律.结果表明,熔池面积、热影响区深度以及...     

钴铬钼合金棒材制备技术研究

本文对比了单真空铸造工艺与双联锻造工艺制备的医用钴铬钼合金棒材成分,夹杂物,显微疏松及力学性能,采用双联锻造工艺显著提高钴铬钼合金棒材力学性能。     

H13钢激光熔覆钴基复合涂层的组织及耐磨性

采用5kW连续CO_2激光器,在H13热作模具钢表面进行激光熔覆Stellite-6(简称St6)、St6+5%WC、St6+5%WC+1%RE钴基合金复合涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及磨损试验机,对熔覆层的显微组织、元素分布、相组成、显微硬度及磨损性能等进行了系统研究。结果表明,激光熔覆层与基体为冶金结合,各熔覆层的基体相组织为γ-Co、γ-Ni,增强相组织均包括Cr-Ni-Fe-C、(Mn,Cr)_7C_3、Cr_(23)C_6等相,此外,St6+5%WC和St6+5%WC+1%RE熔覆层的增强相中增加了WC、W_2C和SiC相;熔覆层显微硬度HV_(0.2)为560~710HV;摩擦磨损试验结果表明,在相同条件下,耐磨性能由高到低依次是St6+5%WC+1%RE、St6+5%WC、St6、H13钢。     

激光熔覆修复工艺的研究现状

介绍了激光熔覆修复技术的意义,并对激光熔覆修复工艺研究进展进行了分析和综述,指出了激光熔覆修复的发展方向。     

钴基合金火焰涂层的激光熔覆与应用

应用高功率CO2激光,对火焰喷涂钴基合金涂层进行激光溶覆处理,可获得成分、显微结构均匀的微细技晶组织,减少了气孔,消除了大块碳化物偏析,从而提高了涂层抗磨及耐腐蚀能力,实现了工业应用。     

激光熔覆铜基合金涂层中的液相分离行为

为了研究铜基合金激光熔覆中的液相分离行为,根据液相分离理论在ZL104铝合金表面成功制备了具有液相分离特性的铜基合金涂层,并采用扫描电镜等对涂层中液相分离形成的分离相(硬质强化相)的形态特征与分布规律进行了观察,研究了不同分离相的形成机制与液相分离行为.研究表明,涂层中的分离相通常呈弥散分布和偏聚2种典型形态.熔池温度较高时分离相表现出"富Mo核心 包围相"的2层复合结构,呈边缘粗糙的不规则近球状形貌,这是由异质形核诱发的液相分离所形成的;温度稍低时强的表面能约束则是影响液相分离的主要因素,并使分离相呈光滑球状形态.当表面能过高时在对流等因素作用下分离相问会发生严重的碰撞凝并,最终形成大块偏聚体.     

激光熔覆铁基耐磨合金技术的研究进展

激光熔覆作为一种先进的材料表面改性技术, 具有熔覆层组织性能优良、熔覆层与基体结合强度高、选材广泛、柔性加工能力好以及热影响区小等优点.本文从改进熔覆工艺和调整材料合金成分2个方面论述了近年来激光熔覆铁基耐磨合金技术的研究进展和应用情况, 指出了目前存在的问题, 并对今后的研究方向进行了展望.     

Elastic Modulus and Stress Analysis of Porous Titanium Parts Fabricated by Selective Laser Melting

The mismatch of elasticity modulus has limited the application of titanium alloys in medical implants,and porous structures have been proved effective to deal with this problem. However,the manufacturing of porous structures has been restricted from conventional technologies. In this study,selective laser melting( SLM) technology was employed to produce a set of Ti-6Al-4V porous samples based on cubic lattices with varying size of strut width from 200 μm to 600 μm. Then the compression tests were conducted to analyze the influence of the strut width on the elasticity modulus and the ultimate strength. The result shows both of them increases linearly with the growth of strut width or with the decrease of porosity,and the elasticity modulus of porous parts is largely reduced and actually meets the requirement of clinical application. Additionally,a finite element model was established to verify the un-uniform stress distribution of porous parts. It reveals that fractures always initially occur at the vertical struts along the force direction which suffer from the main deformation.     

近α钛合金粉末选择性激光熔化成形研究

利用光学显微镜、扫描电镜等手段分析了选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）钛合金成形单道、单层及块体成形规律。采用不同激光功率与扫描速度的组合进行成形,研究了激光功率、扫描速度对单道熔池形貌及宽度的影响规律;通过单层试验,研究了扫描间距与熔池形貌的关系;通过块体试验,研究了致密度与线能量密度的关系,确定了最优工艺窗口。     

热处理对选区激光熔化制备GH3536镍基高温合金组织性能的影响研究

通过选区激光熔化技术制备了GH3536镍基高温合金,并在900 ℃不同保温时间下(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 h)进行热处理。利用光镜、X射线衍射、电子背散射衍射、纳米压痕和维氏硬度分析了沉积态和不同热处理态的微观组织和力学性能。结果发现,沉积态组织内部存在细小枝晶,经热处理后部分消失,部分转变为再结晶晶粒。沉积态横截面(Z面)晶粒主要沿着(111)面和(001)面生长,热处理后的晶粒主要沿着(101)面生长。沉积态硬度为303 HV_0.5,杨氏模量为218 GPa,经热处理后杨氏模量基本不变,但硬度显著降低,为273 HV_0.5左右。     

选区激光熔融技术制备多孔支架及其单元结构的拓扑优化

针对传统制造多孔结构具有的盲目性和不确定性以及如何将多孔结构有效的设计理念应用于实际制造的问题,提出了一种设计及制造具有多孔支架结构的方法.该方法通过设计单元结构,使其组成的多孔结构能在降低弹性模量的基础上保证结构的力学性能.首先,应用Optistruct软件对单元结构进行拓扑优化,提取优化的单元结构;然后,在Magics里将单元模型修复、阵列得到多孔支架,用选区激光熔融技术制造多孔支架;最后,对多孔结构的力学性能进行了测试.实验结果表明:多孔支架的弹性模量与抗压强度值均在骨骼的要求范围内.     

双波长选区激光熔化成形中F-theta镜头光学设计

在选区激光熔化成形设备中,F-theta镜头是其重要的组成单元,一般采用单一波长作为光源。为了改善选区激光熔化成形性能,首次设计了由三片球面透镜组成的用于共轴双波长选区激光熔化成形的f-theta镜头。通过引入负畸变实现线性扫描,并选择合适玻璃材料、结构设计来消除色差。在扫描面积为120mm×120mm范围内,适用激光波长为532nm和1080nm,对这两波长激光的聚焦光斑分别小于30μm和60μm,横向色差分离小于1μm,满足高精度双波长激光同时共轴选区熔化成形的应用需求。     

激光选区熔化成形Inconel718合金激光重熔工艺研究

采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)制备Inconel718合金,研究激光重熔工艺参数(重熔激光功率、重熔扫描速度)对其表面粗糙度、微观组织及力学性能的影响.结果表明:适当提升重熔激光功率可有效改善试样的表面质量、致密度和显微硬度,但过高的重熔激光功率导致孔洞、裂纹增加,晶粒粗化,...     

激光选区熔化关键工艺参数对热物理过程的影响

激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)采用激光束将金属粉末等分层熔融成形,在制造业中具有重要价值。然而成形过程中的热物理现象及各工艺参数对热物理过程的影响有待进一步研究。在综合考虑SLM成形过程中材料相变、粉体-实体不可逆转变等过程的基础上,建立了SLM成形316L不锈钢的多道扫描温度场数值模拟模型。研究了激光功率、扫描速率和激光束有效直径对SLM温度场、熔融时间、冷却速率和熔池尺寸等的影响,并通过实验验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明：熔融时间易受激光功率和扫描速率的影响,而最大冷却速率更易受激光束有效直径的影响。激光功率较低或扫描速率较大时,熔池尺寸较小,易形成孔穴类缺陷;激光束有效直径对熔池尺寸影响较小。随着激光功率增加,熔池稳定性先无确定变化趋势后增加;随着扫描速率增加,熔池稳定性不断降低;激光束有效直径对熔池稳定性的影响不确定。实验结果与数值模拟结果基本一致,研究结果可为SLM工艺参数调整与优化提供参考。     

选区激光熔化钴铬合金工艺

主要对单层钴铬合金SLM成型工艺进行研究,讨论了激光功率和扫描速度对于单道熔道宽度、形貌的影响及熔道搭接率对于单层多道成型表面形貌的影响,确定合理的成型工艺选择范围.研究发现:线能量φ对熔道成型质量和熔池宽度d_m具有影响,当1.22 J/mm<φ<2.33 J/mm时可以获得连续规则、无粉区范围极小的熔道;通过优化的工艺参数获得了线能量与熔宽的稳定拟合关系,为单层多道成型提供了数据支持;搭接率为35%时,相邻熔道之间搭接紧密,重熔部分的膨胀高度合理,使单层多道成型表面粗糙度最低为5μm,可以获得光滑平整的表面.     

选择性激光烧结过程温度场数值模拟

目的　研究激光烧结过程的温度场 ,分析在选定烧结参数下的烧结深度及烧结宽度 .方法　分析烧结过程及热物性参数之间的变化关系 ,建立合理的有限元模型 ,编制相应的程序对其温度场进行模拟 ;由温度值确定其烧结深度及宽度 ,并用实测温度验证了计算结果 .结果　模拟结果与实测结果相差甚小 .结论可用数值模拟方法进行工艺参数选择