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。     

TC4钛合金表面激光熔覆CoCrNi基合金涂层的温度场模拟

利用COMSOL对TC4表面激光熔覆制备CoCrNiMox及CoCrNi(WC)x高熵合金涂层的熔化与凝固过程的温度场进行模拟,建立了三维多物理场并存的瞬态模型,同时考虑了传热、流体传热、对流以及表面熔覆层生长过程,分析对比了扫描速度、激光功率等参数对添加不同含量Mo及WC的CoCrNi基合金温度场的影响。通过模拟结果可以得知,激光熔覆过程中熔池的主要驱动力为马兰戈尼力,提高Mo含量时会使涂层温度场的最大值降低,但同时速度场和压力场的最大值会上升。此外,使用CoCrNiMo2作为涂层粉末相比于熔覆CoCrNi(WC)2,会在温度场、速度场和压力场均观察到较低的数值;激光功率逐渐升高,激光熔覆产生的熔池的中心温度也随之升高,且熔池的宽度、深度也将有所升高;扫描速度逐渐升高时,熔池中心最高温度显著降低,熔覆层起始位置明显推迟,熔覆层厚度明显减少,熔池的几何尺寸变小且熔池底部形貌对称性变差。     

激光熔覆

正激光熔覆是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。     

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.     

高速激光熔覆技术的应用研究

文章整理了超高速激光熔覆技术的应用现状,对比了超高速激光熔覆与普通激光熔覆涂层在形貌、硬度,结合强度,耐磨性和耐蚀性方面的区别,探讨了影响超高速激光熔覆技术推广应用的瓶颈.     

激光熔覆过程数值模拟研究现状

激光熔覆是新型的增材制造及表面修复技术,已成为当今工业领域的研究热点.利用激光熔覆技术制备高性能的合金涂层,能够显著提高基材的耐磨、耐腐蚀、使用寿命等性能.通过对激光熔覆过程的温度场、残余应力、组织形变等的数值模拟研究进行阐述,总结了国内外目前针对上述物性参数的分布及演变规律分析所使用的数值模拟方法,揭示了残余应力、组...     

钛合金表面激光熔覆材料研究进展

综述了目前钛合金表面激光熔覆材料的研究进展情况。提出了钛合金表面激光熔覆材料选择问题，以及现有材料体系存在的不足，为新材料体系的开发提供了一定的参考依据，使钛合金的综合应用前景更为广阔。     

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。     

激光熔覆合金粉末的制粒方法

激光熔覆合金粉末的制粒方法宋武林，朱蓓蒂，吴新伟，崔昆，罗慧清（华中理工大学，武汉４３００７４）激光熔覆作为一种新颖而具有应用潜力的材料表面改性新工艺，已被人们所关注。激光熔覆的第一步是熔覆合金粉末的供给。据目前报导，供给方法有两种：一种是预置粉末法...     

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。     

连铸保护渣的熔化温度、凝固温度和结晶温度研究

采用CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO渣系,通过测定熔渣的熔化温度、凝固温度和结晶温度,研究连铸保护渣的熔化温度凝固温度和结晶温度与化学成分之间的关系。熔化温度高于凝固温度和结晶温度。凝固温度和结晶温度之间的关系与连铸保护的玻璃性能有关。     

逐步熔融凝固启动阶段电磁场和温度场的数值计算

在不同的电源功率和频率、不同的成形材质和尺寸等工艺条件下,应用控制容积方法对逐步熔融凝固初始加工阶段的感应 电流面密度及温度场进行了数值计算,得到任意位置的温度随时间的变化, 成形 体和模具初始加热过程中的等温线图及固液分界线,所需电源功率和完全熔化时 间.     

Effect of Laser Power on the Cladding Temperature Field and the Heat Affected Zone

 Abstract: In this paper, H13 powder is cladded on P20 base during continuous CO2 laser, the influence of processing technologies such as the laser power is analyzed. The 3-D model of synchronous powder feeding is established under Gauss heat source, the simulation results are compared with the experimental data. The results show that the temperature field and the size of heat affected zone are affected by laser power. In the heat affected zone, experimental sizes are compared with simulative sizes, the average errors in width and in depth are 15% and 4.5%, respectively.     

马钢圆坯结晶器水口改型流场和温度场的数值模拟

生产实践表明,直通式水口对钢水夹杂物上浮、结晶器液面钢水温度补偿,铸坯初生坯壳的形成等有一定的负面影响。利用CFX5．7．1数值模拟软件研究了采用原直通型水口和侧开孔型水口时结晶器内流场和温度场的分布情况,分析了不同流场和温度场对钢水夹杂物上浮、结晶器液面钢水温度补偿、结晶器液面波动以及对结晶器内初生坯壳的影响。结果表明,采用侧开孔型水口时结晶器内流场和温度场分布更为合理,直通型水口改为侧开孔水口可行。     

渗稀土激光熔凝处理对纯铁表面耐磨性的影响

研究了渗稀土激光熔凝复合处理对纯铁表面耐磨性能及微观组织的影响。结果表明，经过复合处理，纯铁表面的耐磨性显著提高，磨损失重为未处理试样的5%，且纯铁表层微观组织改善，晶粒细化，组织均匀致密，渗入元素浓度梯度明显减小。     

连续铸钢过程中结晶器的传热研究

 为了研究结晶器内壁温度的分布,设计了模拟结晶器工作过程的实验装置,并进行了实验。实验结果表明,结晶器内壁温度趋近于冷却水温度。基于实验,推导了结晶器边界等效导热系数。该系数用于解决金属和冷却水之间的传热,即反映结晶器的传热能力。用等效导热系数处理结晶器的边界传热,对包括结晶器在内的连铸凝固进程温度场进行数值模拟既简单又方便,并且计算结果与实验结果符合。还讨论了拉坯速度和冷却水流量对结晶器温度场的影响。     

AOD炉渣熔化温度的实验研究

利用炉渣半球点测定法,测定了宝钢不锈钢分公司炼钢厂AOD炉（120 t）氧化期渣和终渣的熔化温度,研究了AOD炉渣熔点的影响因素。结果表明,对于AOD氧化期渣,碱度和氧化镁对炉渣熔点影响不大;渣中w(TFe)在97%～20%之间变化时,增加渣中全铁可使炉渣熔点明显升高;渣中w(Cr2O3)从225%增加到30%,可使炉渣熔点升高140 ℃。对于AOD终点脱硫渣,当R＝14～18时,炉渣熔点随碱度的增大而显著升高;脱硫渣R＝18时,w(CaF2)加入12%～13%则炉渣熔点显著降低;AOD还原渣R＝16时,w(CaF2)加入95%～10.5%可显著降低炉渣熔点。     

铝合金激光深熔焊接热过程有限元数值模拟

对铝合金5A06简体纵缝进行激光深熔焊接。建立了该条件下的焊接热源模型,热源模型由沿激光入射方向的旋转高斯体热源构成。使用该热源模型和ANSYS有限元分析软件对前述的试验进行了数值模拟。为制定和优化焊接工艺提供必要的参考。     

SEN底部形状对结晶器内钢液流场和温度场的影响

针对某钢厂板坯连铸结晶器及浸入式水口(SEN)的结构参数,建立了描述结晶器内钢液流动的三维数学模型,应用FLUENT软件对结晶器内钢液的流场和温度场进行耦合计算,分析SEN底部形状对结晶器内流场和温度场的影响,并利用水模试验对钢液的流动行为进行了验证。结果表明:凸底水口出口附近钢液的速度较大,流股的冲击深度较大,使结晶器内高温区下移,不利于凝固坯壳的生长;平底水口自由面速度较大、温度较高,有利于保护渣的熔化,但易产生液面裸露现象;凹底自由面速度较小、温度较低,有利于液面稳定。