激光熔覆技术在减速器轴表面再制造中的应用

针对减速器轴表面的磨损失效,为解决检修过程中表面磨损严重难以维修的问题,采用激光熔覆技术对磨损的减速器轴表面进行再制造,研究了激光熔覆对减速器轴表面金相显微组织、硬度、耐磨性、耐腐蚀性的影响。结果表明：磨损的减速器轴经激光熔覆再制造后,表面熔覆层组织细小致密,熔覆层性能明显提升,耐磨性、耐蚀性分别约为减速器轴基材的2.5倍、2倍,激光熔覆技术在减速器轴再制造中具有广阔的应用前景。     

粉末冶金制品激光熔覆组织与性能研究

本文对常规烧结的铁基粉末冶金制品表面激光熔覆处理进行了研究,采用SEM和TEM对熔覆样品的显微组织进行了观察,测试与分析了其孔隙度和显微硬度,结果表明:熔覆层组织为γ+M7C3共晶,表层硬度显著提高而整体孔隙度降低。粉末冶金工艺特有的优越性(如制取高纯度及各种复杂形状的零件)使得粉末冶金零件在工业中得到了越来越广泛的应用,如汽车、摩托车用活塞,内燃机上的排气阀座和低压怕泵齿轮等[1]。常规烧结方法一般采用添加大量的合金元素及烧结过程中加压等处理来达到要求。激光熔覆合金覆层技术作为新兴的表面改性技术近年来得到了迅速…     

激光熔覆NiCrAl—陶瓷涂层的磨损性能和显微组织研究

运用激光熔覆技术和原位反应合成的原理,在40Cr钢表面用预置涂层的方法, 制备了(TiO2+B2O3+Al2O3+TiB2)/NiCrAl金属陶瓷涂层. 借助光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针及显微硬度计等手段对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了分析研究.实验表明,熔覆过程中同时原位生成TiB2和Al2O3亚微米颗粒,原位生成的两个陶瓷相都以弥散的方式存在于NiCrAl晶粒内部,形成晶内强化;在熔覆过程中没有参与反应的陶瓷相B2O3和TiO2处于NiCrAl晶粒间,但是,其分布是一种非连续的点状分布,有利于合金的强化;熔覆层中的主相依次分别是γ-Ni,γ′, Al2O3和TiB2.熔覆层的微观结构和硬度主要和激光处理参数和熔覆层化学组成有关.陶瓷相的原位生成和加入的结果大大改善了熔覆层的硬度和覆层/基体界面的结合性能. 用自制的仿销环磨损机进行磨削试验,结果表明,随陶瓷相在熔覆层中的配比从5%增加至20%时,陶瓷层的硬度不断增加,同时磨损性能也得到相应提高.探讨了激光作用下陶瓷相原位生成的机制,结合了激光快速冷凝和原位反应生成方法的共同优点,可以达到陶瓷-金属的纳米级复合.(OE1)     

细长轴激光熔覆轨迹优化

针对激光熔覆修复技术中轴类零件的熔覆变形问题,对自行设计的一组简化阶梯轴进行了熔覆试验,通过对不同熔覆路径下阶梯轴不同测量位置圆跳动的测量与分析,得出变形最小的最优熔覆路径。并用ANSYS有限元分析对试验结果的正确性进行了验证。     

激光参数对旁轴送粉激光熔覆粉末熔化行为的影响

旁轴送粉激光熔覆时粉末到达熔池的热物状态对熔覆层成形精度和质量有着重要意义,针对光粉作用时粉末的不同熔化行为,搭建了旁轴送粉激光熔覆过程红外热成像采集系统和高速摄像过程采集系统,研究了不同激光功率和离焦量下的光粉热交互作用,建立了粉末熔化时出现的三个典型特征阶段并分析了不同激光功率和离焦量对粉末熔化特征阶段持续时间的影响,最终得出粉末热物状态与特征阶段的关系。结果表明：激光功率增大,光粉作用空间中熔化的粉末数量增多,粉末温度不均匀性减小;离焦量增大,液态粉末颗粒数量增大,粉末温度不均匀性横向减小;激光功率越小或离焦量越大,固态粉末升温和熔化所需的时间增大,粉末以固态进入熔池的几率变大。最后,得到了不同激光参数下粉末到达熔池时的热物状态,为实现粉末熔化行为的解析提供了试验依据。     

z轴单层行程对激光熔覆成形的影响

为了探究z轴单层行程z与单层熔覆层高度的匹配对激光熔覆成形的影响,采用了在不同的z轴单层行程z的情况下进行激光熔覆成形试验的方法,通过理论分析和实验验证,得到了不同z轴单层行程z与单层熔覆层高度以及离焦量的关系曲线。结果表明,z轴单层行程z存在一个以第2层熔覆层高度为基准的最佳的取值范围,在此范围内,熔覆过程能够通过自身存在的反馈调节达到z轴单层行程z与单层熔覆层高度相等的稳定成形状态。该研究给出z轴单层行程z选取时的推荐值为0.5d2 z 0.6d2。     

高速激光熔覆和重熔复合技术制备铁基涂层的组织性能研究

高速激光熔覆能大大提高熔覆效率,但高速激光熔覆层表面容易出现表面粗糙缺陷.采用高速激光熔覆和激光重熔混合工艺,可达到改善熔覆层表面质量、有效提升涂层性能的目的 .在液压立柱材料27SiMn表面激光熔覆制备了Fe90不锈钢涂层,利用超景深显微镜、X射线多晶衍射仪分别对熔覆层的表面形貌、微观组织结构、元素分布和物相构成进行...     

激光熔覆工艺对TA1熔覆层微观组织和耐蚀性能影响

采用扫描电子显微镜(SEM)和强酸性溶液腐蚀试验,研究了激光熔覆工艺参数对TA1钛板表面凹坑激光熔覆层的微观组织及耐蚀性能影响。结果表明,激光功率过高或过低、扫描速度太慢或者太快,都有可能致使激光修复层微气孔、微裂纹等缺陷增加;激光功率越高,扫描速度越慢,熔覆层腐蚀越严重,与基材区的外观形貌差异越大;综合考量激光熔覆修复层的微观组织质量和耐蚀性能,采用激光功率1 800 W,扫描速度10 mm/s,光斑直径3 mm,送粉器转速2.5 r/min制备的TA1修复层组织和耐蚀性能较好。     

激光熔覆对铝合金疲劳性能的影响

对模拟腐蚀损伤的铝合金试样表面进行了激光熔覆填充处理,分析了激光熔覆层的显微组织,并对熔覆试样和基材试样进行了疲劳寿命对比实验。结果表明,表面激光熔覆会显著降低材料的疲劳性能,在99%可靠度的前提下,熔覆试样的安全寿命比基材试样有所降低。其主要影响因素有熔覆层底部的枝晶、重熔区内的缺陷和熔覆层内的拉应力。经过表面机械冲击后,疲劳性能得到显著提高,提高幅度为244%,疲劳断口形貌表明,熔覆层有明显的疲劳特征。     

激光熔覆立铣刀的制造研究

采用同步送粉激光熔覆方法，在45#钢立铣刀坯材的刃带部位，熔覆一层钴基自熔合金作为立铣刀的加工刃。研究了激光熔覆工艺参数对激光熔覆层形状和开裂的影响，结果表明，熔层宽度的关键因素是激光的有效光斑尺寸，它是由激光功率密度与熔覆速度决定的；熔层高度的关键因素是粉末的线送粉速率，它是由送粉器的送粉速率与熔覆速度的比值决定的；提高激光功率可显著降低熔层开裂倾向。同时，薄的熔层形状可以降低熔层开裂的倾向。进行了激光熔覆立铣刀工装设备．和工艺研究；采用优化工艺，在45#钢铣刀坯材上熔覆成功无裂纹，成型良好、硬度分布满足使用要求的功能层；通过了国标GB／T122．4．3-90规定的立铣刀切削性能试验。以激光熔覆新工艺完成了立铣刀的制造。     

激光熔覆Stellite 6合金涂层的耐磨耐蚀性能研究

为提高阀杆用SUS630不锈钢的耐磨耐蚀性能,利用激光熔覆技术在其表面制备Stellite 6钴基合金涂层,随后对比研究了Stellite 6合金涂层和SUS630不锈钢基体的显微硬度、摩擦磨损性能和腐蚀性能。结果表明:相对于SUS630不锈钢,Stellite 6合金涂层的硬度提高了25%,磨损体积减少了50%,说明Stellite 6合金涂层的耐磨性能优于SUS630不锈钢基体;此外,在3.5%NaCl溶液中,Stellite 6合金涂层的腐蚀电位（-0.18 V）和钝化膜的阻抗值（367 kΩcm²）均高于SUS630不锈钢基体的腐蚀电位（-0.35 V）和钝化膜的阻抗值（129 kΩcm²）,而其钝化电流密度(10^-7-10^-6A/cm²)小于SUS630不锈钢基体的钝化电流密度(10^-6-10^-5A/cm²),说明Stellite 6合金涂层的耐腐蚀性能优于SUS630不锈钢基体。因此,激光熔覆Stellite 6合金涂层可提高SUS630不锈钢的耐磨耐蚀性能。     

镁基金属复合材料表面激光熔覆铜合金研究

采用喷涂铜合金的两步法工艺,用2kW-NdYAG激光对Mg-SiC复合材料进行了激光熔覆,熔覆后表层的Cu60Zn40合金与Mg-SiC基体熔合良好.激光熔覆试样相对腐蚀电动势Ecorr比未处理提高3.7倍,其相对腐蚀电流密度icorr低约22倍,激光熔覆Cu60Zn40层可以显著提高Mg-SiC复合材料的耐蚀性.     

粉末冶金制品激光熔覆的组织与性能研究

对常规烧结的铁基粉末冶金制品进行表面激光熔覆处理 ,用 SEM和 TEM对熔覆样品的显微组织进行了观察 ,测试并分析了其孔隙度和显微硬度 ,结果表明 :熔覆层组织为 γ M7C3 共晶 ,表层硬度显著提高而整体孔隙度降低。     

激光熔覆研究现状与发展趋势

通过对国内外对激光熔覆技术研究现状,概括了国内外激光熔覆在熔覆特性、不同材料与基体组合的激光熔覆工艺及参数、激光熔覆层的微观组织结构和金相分析、熔覆层缺陷以及激光熔覆基础理论,激光熔覆专用材料研制、激光熔覆过程裂纹形成与消除机制、激光熔覆过程关键因素的检测与控制、激光熔覆送粉器和喷嘴、激光熔覆制备新材料、激光熔覆快速成形与制造技术等领域的研究现状.分析指出激光熔覆过程是一个多源耦合复杂信息作用下的加工过程,激光熔覆加工过程稳定性、多源耦合复杂信息的作用规律及决策机制、多源耦合复杂信息的获取处理、融合能力及小确定信息处理和激光熔覆多源耦合复杂信息优化控制以及激光熔覆加工质量的定量控制是今后的主要发展方向.     

激光熔覆同轴送粉喷嘴研究

送粉喷嘴作为送粉系统的关键部件之一,直接影响着激光熔覆的效果。随着激光熔覆技术的发展,国内外对送粉喷嘴进行了深入研究,研制出了多种新型送粉喷嘴,都有效地提高了熔覆效果和粉末的利用率。简要概括了国内外对于同轴送粉喷嘴的研究进展以及送粉原理,分析了现有同轴送粉喷嘴现状,指出了现有送粉喷嘴存在的不足,提出加强送粉喷嘴的设计是加速送粉激光熔覆发展的关键问题之一,并对同轴送粉喷嘴的前景进行了展望。     

不锈钢表面激光熔覆研究

在不锈钢表面采用直接堆粉预置涂层方法制备激光熔覆层,得到消除了宏观裂纹和孔洞的熔覆层,熔覆层和基体呈冶金结合.其显微组织主要由Fe-Ni合金、WC及Fe2C所组成,由于WC颗粒的存在使显微硬度相对基体有显著提高.     

激光熔覆技术应用于轴类零件表面修复的实验研究

本文通过两种铁基合金粉末对45号钢调质态棒料,用宽带(矩形光斑)激光光束,以不同的工艺参数,按同步供料法分别进行激光熔覆修复实验;并对实验结果进行分析比较,选出最佳工艺参数及熔覆层数;研究熔覆层和基材的冶金结合程度;分析在一定送粉率下,激光熔覆工艺参数的改变,熔覆层质量和显微组织变化情况;使之为工业应用奠定基础.     

激光表面熔覆与合金化送粉装置的设计

设计了一种结构简单,载粉运动方向与激光光束保持一致,可对垂直表面进行加工,使用方便的激光表面熔覆与合金化送粉装置。并用所设计的送粉装置进行了激光表面熔覆实验,获得了较理想的加工效果。     

激光熔覆技术研究现状及其发展

在简要阐释激光熔覆技术工作原理和技术特点的基础上,介绍了激光熔覆材料体系、工艺种类、工艺参数和涂覆层微观组织结构,另外讨论了激光熔覆技术所面临的主要问题,并提出了激光熔覆技术的发展趋势。重点介绍了所做的一些相关工作:激光熔覆MCrAlY涂层、激光熔覆纳米涂层、激光熔覆过程中热力耦合有限元数值模拟、激光熔覆过程裂纹形成机理及控制、激光熔覆纳米陶瓷颗粒增强金属基梯度涂层以及激光多层熔覆大厚度纳米热障陶瓷涂层成型控制等。