铁基合金激光熔覆的研究

利用激光熔覆技术对FeBSiNiCr稀土铁基台金进行了水玻璃和纤维索为粘结剂的2组正交试验，通过表面质量分析、能谱分析、显微硬度试验和扫描电镜金相组织分析，找到了较理想的FeBSiNiCr稀土系列铁基台金激光熔覆工艺与熔覆层配方成分，解决了铁基合金激光熔覆中存在的容易开裂、氧化和气孔等问题。     

激光熔覆用铁基合金工艺性研究

对激光熔覆用的铁基模具钢合金进行了设计,研究了硅和硼含量的变化对激光熔覆工艺性能的影响。研究发现,无硅、无硼铁基合金在激光作用下难以熔覆成形,硅的存在利于熔覆层的表面成形改善,但易使熔覆层形成夹杂;硼的存在使熔覆层夹杂少,但表面脱渣难,且在一定的条件下导致熔覆层裂纹。分析表明,铁基合金粉中硅、锰和硼均参与了激光作用下熔池的脱氢造渣反应,硅和硼同时存在更利于熔覆的成形,并有效地防止熔覆层的夹杂和裂纹形成。     

铁基合金激光熔覆技术工艺优化研究

利用激光熔覆技术对铁基Fe90合金进行工艺参数的优化试验，运用模糊综合评判理论对正交试验参数下各试样的表面质量、硬度和显微组织进行分析和综合评价，找到了优化后的最佳工艺参数：激光功率3.3 kW、离焦量70 mm、扫描速度6 mm/s、送粉速率5 g/min。     

铁基合金激光熔覆技术工艺优化研究

利用激光熔覆技术对铁基Fe90合金进行工艺参数的优化试验,运用模糊综合评判理论对正交试验参数下各试样的表面质量、硬度和显微组织进行分析和综合评价,找到了优化后的最佳工艺参数激光功率3.3 kW、离焦量70 mm、扫描速度6 mm/s、送粉速率5 g/min.     

激光熔覆铁基合金涂层的研究进展

激光熔覆技术作为一种先进的材料表面改性技术,具有加工效率高、涂层稀释率低且与基体结合强度高、自动化程度高、环境友好等优点。在各类熔覆材料中,铁基合金在成分上与钢铁材料最为接近,且其成本相对较低,近年来在设备零部件表面强化和再制造领域得到广泛应用。结合国内外最新相关研究成果,从材料体系、工艺参数、外场辅助技术等方面对激光熔覆铁基合金涂层的研究进展进行了综述。总结了熔覆材料的选材依据以及铁基自熔性合金粉末、不锈钢粉末、铁基非晶合金粉末、铁基复合粉末等各类材料的特点和应用。系统讨论了激光功率、扫描速度、光斑直径、送粉速率等工艺参数对铁基涂层成形质量和微观组织及性能的影响机制,并介绍了工艺参数优化在高质量熔覆层制备中的应用。同时,论述了超声振动、电磁场、温度场等外场辅助技术在激光熔覆铁基合金涂层中的应用,阐明了外加能场对激光熔覆过程中熔池及凝固组织的作用机理。最后对激光熔覆铁基合金涂层未来的发展方向进行了展望。     

高温锻压模具表面激光熔覆铁基合金粉末的特性研究

针对激光熔覆修复发动机叶片报废高温锻压模具中使用热喷涂粉末开裂敏感性较大的缺点以及在高温(800℃以上)服役环境中,熔覆层容易开裂、脱落的问题,自配了铁基合金粉末,采用激光熔覆技术,在高温锻压模具表面制备了复合涂层;利用OM、SEM、XRD和硬度计对复合涂层进行表征.结果表明:当自制铁基熔覆粉末的质量百分比为0.5C、25Cr、1.0Ni、1.5Si、1.5B、余量Fe时,获得了无裂纹的熔覆层,熔覆层与基材实现了良好的化学冶金结合.     

镁合金表面激光熔覆Fe合金

采用热喷涂+激光重熔两步法工艺对镁合金表面进行激光熔覆Fe-Ni-Cr-B-Si合金;对熔覆层进行了微观分析及性能测试.结果表明:熔覆层主要由FeCr、FeNi和AINi3等相组成,熔覆层的显微硬度、耐腐蚀性及耐磨损性能郜明显高于基体.     

GCr15钢的激光熔覆铁基合金研究

冷轧辊等高碳钢机械零件在运行中易因严重的磨损或疲劳剥落而报废,如将其修复,则可延长其使用寿命。在常用于制作冷轧辊的GCr15钢上,采用激光熔覆技术,以不同的工艺参数(包括激光扫描速率、送粉速率和搭接率)制备了由内层(LC)和外层(HC)组成的铁基合金梯度熔覆层。采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究了熔覆层的显微组织、相成分,采用硬度计、磨损仪和台阶仪测定了熔覆层的硬度梯度和耐磨性能。结果表明:HC合金层主要由α-Fe、Cr_7C_3以及γ-Fe组成,熔覆层厚度为3～5mm,硬度梯度较平缓,无裂纹等缺陷。随着激光扫描速率的增大,HC层的组织细化,硬度和耐磨性提高。以130 mm/min扫描速率制备的熔覆层截面硬度高达800HV0.3,以70mm/min、90mm/min、130mm/min和170mm/min的扫描速率制备的熔覆层体积磨损率分别为1.63、1.50、1.32和1.33(×10~(-14)m~3/Nm),其摩擦因数分别为0.57、0.74、0.71和0.69。只要激光熔覆工艺参数恰当,GCr15钢的铁基合金熔覆层就具有细小的组织、高硬度和良好的耐磨性能。结果表明,采用激光熔覆技术修复磨损的冷轧辊等高碳钢零件是可行的。     

激光熔覆Fe基合金粉末熔覆层的组织及性能研究

采用金相显微分析、EDS分析等方法,研究了激光熔覆Fe基合金粉末熔覆层的组织及性能。结果表明:该激光熔覆层的表面微气孔数量与熔覆速度有关,熔覆速度越快,出现微气孔的概率越大。该熔覆层的显微组织主要由平面晶、胞状晶和树枝晶等组成,在树枝晶的不同区域存在成分偏析。随着熔覆速度的增加,该激光熔覆层的硬度和耐腐蚀性都会受到影响。     

40CrNiMoA钢表面激光熔覆铁基合金的组织及力学性能研究

利用激光熔覆技术在40CrNiMoA钢表面制备铁基合金熔覆层。利用显微硬度计测试熔覆层的硬度;利用万能力学实验机进行拉伸实验,测试了熔覆层的力学性能;利用SEM观察熔覆层表面及断口的显微组织。结果表明:激光熔覆铁基合金组织表面平整光滑、无气孔、无裂纹,具有金属光泽,与基体形成良好的冶金结合。熔覆层表层到底部的显微组织依次为等轴晶、树枝晶和柱状晶,激光熔覆层的整体硬度均高于基体。熔覆层的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为990 MPa、693 MPa、18.2%,断口呈现大量韧窝,实现了强度和塑性的同步增强。40CrNiMoA钢表面熔覆铁基合金组织能够有效地改善力学性能,以达到延长其使用寿命的目的。     

镍基合金表面激光熔覆钴基合金涂层的耐磨性能

为了提高涡轮叶尖端部的耐磨性能,以钴基合金粉末为涂层原材料,利用CO2激光器,在镍基合金表面上熔覆了优质耐磨涂层.采用销盘式摩擦磨损试验机进行了镍基合金及激光熔覆涂层的干摩擦磨损试验.试验结果表明,镍基合金的平均摩擦系数为0.48,钴基合金涂层的平均摩擦系数为0.30,钴基合金涂层的平均磨损量低于镍基合金材料,说明钴基合金涂层具有较高的耐磨性.     

45钢表面激光熔覆铁基合金涂层显微组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢表面制备铁基合金涂层,分析了激光熔覆层的微观组织,测试了其显微硬度及摩擦磨损性能.结果表明:激光熔覆区为细小的树枝晶,组织均匀致密,并有硬质点弥散分布,使得表面硬度和耐磨性大幅度提高.     

高硬度激光熔覆专用Fe基合金强韧化机理

为解决高硬度激光熔覆层容易产生裂纹的问题,采用自制激光熔覆专用铁基合金粉末,在未采用预热和后热等措施的情况下,获得了高硬度且无裂纹的熔覆层.揭示了激光熔覆专用铁基合金强韧化机理,即晶内主要为中碳混合马氏体和晶间有相当数量残余奥氏体的复相组织强化.中碳混合马氏体作为基体,为熔覆层提供了高的硬度和强度以及一定的韧性.塑韧性极好的少量残余奥氏体则分布于晶界附近,在不明显降低熔覆层硬度和强度的同时吸收和减小熔覆层应力,降低开裂敏感性.     

激光熔覆铁基合金单道成形工艺参数的研究

利用激光熔覆技术在45钢板表面熔覆铁基合金。采用正交试验研究了各工艺参数对单道熔覆层成形表面形貌影响的主次。采用单因素变量试验,研究了扫描速度、激光功率、离焦量和送粉速率对铁基合金单道成形质量的影响,并优选出了一组最佳组合参数:激光功率460 W,离焦量59 mm,送粉速率0.15 r/min,扫描速度2 mm/s。     

激光熔覆用高硬度铁基合金的研究与应用

研究了激光熔覆Fe-Ni-Cr—B—Si合金粉末时粉末中的碳含量对于熔覆层组织、开裂敏感性、硬度和硬度均匀性的影响。结果表明，粉末含碳量的微小变化能显著改变熔覆层的组织和性能；在相同工艺条件下，粉末含碳量在一定范围内可显著提高熔覆层的硬度、降低熔覆层开裂敏感性，从而获得高硬度无裂纹的熔覆层；碳含量的增加可提高熔覆层的硬度均匀性。本文还报道了用自制Fe基合金粉末成功修复大型轧辊的实例。     

铜合金表面激光熔覆Ni基涂层的工艺研究

研究了铜合金表面激光熔覆Ni基合金涂层的工艺。研究了工艺参数对熔覆层的形貌、显微硬度、稀释率、显微组织的影响。通过设计正交实验并利用极差分析确定了影响熔覆层硬度的关键因素。结果表明,熔覆过程中合适的热输入范围为112500～133333.3 kJ/m~2。热输入太低,熔覆层和基体之间达不到冶金结合;热输入太高,稀释率会增大。激光功率对熔覆层的显微硬度因素最大,然后为扫描速度和离焦量。     

激光熔覆Ni基合金耐磨性能

为了有效延长材料和设备的使用寿命、改善其表面状态,使其性能更好地发挥;探讨激光扫描速度对熔覆层耐磨性的影响;对比单道和大面积激光熔覆层的耐磨性。采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床在40Cr钢上进行激光熔覆处理。利用X射线衍射仪、显微硬度计、磨料磨损试验机等设备对熔覆层硬度、耐磨性能进行研究。结果表明:激光熔覆层的显微硬度HK在4200～17792MPa之间;随扫描速度的的增加,激光熔覆涂层的最高硬度及耐磨性呈现先升高后降低的趋势;大面积激光熔覆层的硬度、耐磨性能不及单道激光熔覆层,原因在于大面积激光熔覆过程中受到重复加热的影响,易使硬度下降并产生裂纹;多层叠加熔覆涂层的硬度及耐磨性能优于多道搭接熔覆涂层。     

38CrMoAl钢表面激光熔覆Ni基合金工艺研究

利用正交试验法对38CrMoA1钢表面激光熔覆Ni60合金时激光功率、扫描速度和离焦量等工艺参数进行优化,得到熔覆层硬度和耐磨性能较为优良的参数组合,并研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层性能的影响.结果表明,选择激光功率2.0 kW,离焦量40 mm,扫描速度6 mm/s作为35CrMoA1钢表面激光熔覆Ni60合金时的工艺参数,熔覆层硬度可以达到880.5 HV,相对耐磨性为2.26.     

激光熔覆铁基合金涂层的组织及耐蚀性能

采用激光熔覆技术在DH36钢基体上制备铁基合金涂层,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计等手段对涂层的物相结构、显微组织和显微硬度进行分析,采用极化曲线对比分析Fe基涂层和基体在人工海水中的耐蚀性。结果表明:涂层和基体结合良好,涂层中生成(Cr,Fe)_7C_3、Fe_3C硬质相和双重致密的氧化膜,涂层的结合区主要为平面晶和定向向上生长的柱状晶,中上部为细小的树枝晶,由于合金元素的固溶强化、碳化物的弥散强化和细晶强化的共同作用,涂层的平均显微硬度为1 026.11 HV_(0.2),为基体硬度的5.21倍,涂层的耐蚀性明显改善。     

多道激光熔覆铁基合金的组织和性能

在球铁基体上激光熔覆铁基合金，对多道搭接时激光熔池的凝固速率、“二次加热”效应以及熔体的对流行为对搭接熔覆层组织、成分、性能的影响进行了分析。结果表明，搭接熔覆获得的熔覆层组织随扫描次序前后而粗大，稀释率逐渐增加，硬度值相应降低。搭接熔覆层组织分界不明显，与基体结合处为波形界面，达到冶金结合。