不锈钢表面激光熔覆耐磨涂层的进展及关键技术分析

从熔覆材料设计、熔覆层组织和耐磨性三方面阐述了利用激光熔覆技术在不锈钢表面制备耐磨涂层的研究进展,总结并分析了各类激光熔覆层的优点和缺点.不锈钢用激光熔覆材料主要分为自熔合金粉末、陶瓷粉末、金属一陶瓷粉末、金属间化合物;耐磨涂层组织可分为陶瓷相、金属间化合物、过饱和固溶体:激光熔覆技术通过改变不锈钢表面成分和组织可显著提高耐磨性能.     

不锈钢表面超薄铜层的激光熔覆

采用ＣＯ２激光器在３１６Ｌ不锈钢表面获得了超薄的铜熔覆层,文中分析和讨论了激光熔覆工艺参数加激光功率,熔覆速度,离焦量以及送粉率等对熔覆层质量的影响,提出了熔覆工艺的优化方法,使铜层的熔覆厚度可控制在１００μｍ之内,稀释率小于１０％以及很小的热变形。     

铝合金表面激光熔覆研究进展

激光熔覆通过激光加热使熔覆材料与基体形成冶金结合的高质量熔覆层,是一种有效的表面改性技术。 铝合金因其硬度低、耐磨性差导致其无法满足对表面性能要求较高的领域,限制了其更广阔的发展。 激光熔覆对铝合金表面改性有着很好的研究和应用价值,已获得国内外学者的密切关注。 目前,铝合金激光熔覆技术研究呈上升趋势,然而缺乏系统的综述介绍。 以熔覆层材料体系为核心,按照金属基合金、陶瓷增强复合材料和一些新兴材料进行分类,综述了铝合金激光熔覆的背景、工艺以及组织性能,并对铝合金表面激光熔覆发展前景进行了展望。     

模具激光表面熔覆设备和技术的进展

概述了激光表面熔覆技术近年来发展的概况;激光熔覆工艺,激光表面熔覆技术装备,以及熔覆材料概况。文中介绍了轧辊激光堆焊层厚10mm以上（单面）的新要求,以及激光熔覆层高硬度（HRC60－65）的新要求。     

基于激光熔覆不锈钢涂层技术的工艺及腐蚀性研究

通过激光熔覆技术在Q235钢表面激光熔覆316L不锈钢涂层,研究了激光熔覆工艺参数对单道熔覆层几何尺寸及外观形貌的影响。对多道熔覆层的微观组织以及耐蚀性进行了分析。结果表明:激光电流对增大熔覆层高度、宽度和深度具有积极影响,而扫描速度是熔覆层成型尺寸的消极因素。通过耐蚀性实验得出不锈钢涂层的耐腐蚀性能高于基体的耐腐蚀性能。     

激光熔覆技术研究进展

激光熔覆技术是一种先进的材料表面改性技术,具有稀释率小、熔覆层组织致密、涂层与基体结合良好及工作环境无污染等优点。从激光熔覆喷头、激光熔覆工艺、激光熔覆材料、激光熔覆技术的工业应用这4个方面,综述了激光熔覆的研究进展。其中,在激光熔覆喷头方面,介绍了激光光斑的种类及转换原理和熔覆材料的引入方式,总结了激光束与粉束的耦合模式和熔覆喷头的种类,包括旁轴送粉熔覆喷头、光外同轴送粉喷头、光内同轴送粉喷头以及特殊工况下的熔覆喷头。在激光熔覆工艺方面,阐述了工艺参数对熔覆层宏观形貌和组织性能的影响,总结了激光熔覆复合工艺的辅助加工方法,论述了超高速激光熔覆新工艺的原理及技术优势,并介绍了激光熔覆过程控制的研究进展。在激光熔覆材料方面,阐述了熔覆材料的种类及增强相的添加方式。在激光熔覆技术的工业应用方面,介绍了激光熔覆技术在矿山机械、模具再制造以及铁路修复等领域的应用。最后对激光熔覆技术的发展趋势及应用前景做出了展望。     

轴类部件表面镍基合金激光熔覆 修复层力学性能研究

核电设备用轴类部件经常由于磨损或腐蚀导致性能退化,从而影响到设备和电站的安全运行。利用激光熔敷技术修复受损部件,使其达到或超过原来的服役性能要求,可为电厂节省大量维修和采购成本。针对材质为410马氏体不锈钢的电机转轴,选用镍基合金C276粉末对轴表面缺陷进行激光熔覆修复,并取样进行硬度和抗拉强度测试,以评估熔覆修复层的力学性能。结果表明,C276熔覆修复层在室温下硬度较410不锈钢提高约20%,抗拉强度提高约7%,但塑韧性有所下降。     

激光熔覆镍基合金涂层及其应用研究

采用激光熔覆技术在４５钢表面获得镍基合金涂层。研究了激光熔覆涂层工艺、熔覆层的组织结构、硬度和腐蚀－冲蚀磨损特性,并用２Ｃｒ１３不锈钢进行了腐蚀－冲蚀磨损对比试验。激光熔覆镍基合作层已经成功地应用于矿用渣浆泵的平衡盘等零件。     

激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响

激光表面热处理技术是上世纪70年代逐渐发展起来的一门新兴激光加工技术,尤其在激光熔覆等领域取得了很大进展。本文概述了激光熔覆技术,介绍了激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响。     

镁合金激光表面熔覆技术

镁及镁合金具有良好的物理和力学性能,是一种极具发展潜力的材料,但镁合金的耐蚀性较差,采用激光表面熔覆技术,可显著提高其表面的耐蚀性。本文综述了镁合金激光表面熔覆技术,并对今后镁合金激光表面熔覆技术的发展作出展望。     

铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层的研究进展

激光熔覆技术作为推动国家制造业升级的重要绿色制造和再制造技术,在航空航天、海工交通、冶金机械等重点领域具有广阔的应用前景。激光制造用粉末材料是影响该技术应用和发展的关键因素之一,其中铁基合金材料具有成本低、力学性能好、应用范围广等优势,特别是不锈钢体系的铁基合金因其良好的力学性能和优异的耐蚀性能而逐渐成为研究关注的焦点。全面综述了国内外在铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层的相关研究进展。根据显微组织的不同,目前采用激光熔覆技术制备的不锈钢涂层的类型主要有:奥氏体型不锈钢、马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢以及双相型不锈钢。重点综述了激光工艺参数(激光功率、扫描速度、熔覆方式等)、合金元素(Al、Ni、B、Mo等)、添加物(SiC、WC、VC、Cr3C2、Al2O3等陶瓷相)以及热处理(固溶处理、低温回火等)等因素对激光熔覆不锈钢涂层组织和性能的影响,主要包括对熔覆层的相组成、截面几何尺寸、稀释率、残余应力、力学性能、耐蚀性能等的影响规律及微观机制。同时,指出了目前在铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层领域中存在的主要问题及今后的发展方向。     

不锈钢表面激光熔覆镍基合金涂层的数值模拟与试验

为改善不锈钢表面熔覆质量,探究能量密度对不锈钢表面激光熔覆镍基合金涂层质量的影响,利用Visual-Environment数值模拟软件,基于高斯体热源模型,通过改变激光功率获得不同的能量密度输入,对304不锈钢表面激光熔覆Ni35合金涂层的过程进行了数值模拟分析,并采用相应能量密度对应的激光功率进行试验验证。模拟结果表明,激光功率为900 W,扫描速度为6 mm/s,光斑半径为1 mm时,对应的激光能量密度为75 J/mm²,所得温度分布云图峰值温度2459.55℃,在较合理的温度范围内(2400～2600℃)。试验验证结果显示,该工艺参数下熔覆层宏观形貌较好且微观组织致密,基体与涂层间形成了良好的冶金结合。     

激光和TIG堆焊钴基合金的性能

为了提高马氏体不锈钢蒸汽涡轮叶片的性能,采用Nd:YAG激光、CO₂激光、半导体激光和TIG堆焊方法,在12%Cr马氏体不锈钢表面堆焊了钴基合金粉末(Stellite-6).通过X射线衍射分析、电子探针分析、能谱分析和耐磨试验,研究了堆焊层的形状、稀释率、维氏硬度、DAS(枝晶间距)值、显微组织和耐磨性能,并比较了不同堆焊方法的特点.与TIG堆焊相比,激光堆焊方法的堆焊层具有更小的稀释率、细小的显微组织、狭窄的热影响区、高的维氏硬度、优良的耐磨性、高的钴含量和低的铁含量的特点.     

304LN不锈钢表面激光熔覆钴基合金组织和性能

为了提高304LN不锈钢的耐磨性,延长控制棒导向筒组件使用寿命,采用激光熔覆技术在304LN不锈钢表面制备了Stellite 6钴基熔覆层.利用光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、腐蚀试验装置等多种试验测试设备,分析了熔覆层组织形貌、成分、显微硬度、摩擦磨损性能及腐蚀行为,确定了多道多层钴基熔覆层的工艺参数.结果表明,熔覆层与基体之间形成了冶金结合,显微组织主要由平面晶区、胞状和柱状晶区、树枝晶区和等轴晶区组成.熔覆层硬度为500 ~ 550 HV,摩擦磨损系数为0.30 ~ 0.35,熔覆层均匀腐蚀速率和缝隙腐蚀速率分别为0.153 和0.143 mg/(dm2·d). 激光熔覆钴基合金可以有效提高304LN不锈钢表面的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能.     

Microstructure and Wear Resistance of Laser Cladded Co-based Superalloy Coating

Co-based superalloy coating was prepared on the stainless steel surface by laser cladding.The microstructure,phase constitutes and worn surface morphology of the coating were characterized by optical microscope,scanning electron microscope(SEM)with energy dispersive spectrum(EDS)and X-ray diffraction(XRD).The ambient temperature sliding friction and wear property of the coating was also tested.The experiments results showed that:the microstructures of the Co-based superalloy coating are"cellular crystal-coarse dendrite-tiny dendrite"in turn from bottom to surface,which consists ofγ-Co solid solution,Fe2Mo and Co7Mo6.The average micro-hardness of the laser cladding is 632 HV,which is 2 times higher than that of 304 stainless steel matrix.The ambient temperature sliding friction and wear property of the laser cladding is about 1～1.5 times in contrast to that of 304 stainless steel matrix.The better wear resistance of the coating is contributed to solution strengthening of Mo,as well as dispersion strengthening of Fe2Mo and Co7Mo6 hard phases.The failure mechanisms of the coating are pitting fatigue abrasion and grain-abrasion.     

多冲接触载荷下不锈钢零件激光表面熔覆层组织及其失效行为

采用5kW大功率激光器在不锈钢基材上熔覆Co基合金，制取的涂层质量优于传统的电弧、火焰堆焊以及等离子喷焊工制取的涂层。对氮肥生产上甲胺泵中的进排液组合阀多冲接触表面进行激光熔覆，成功地实现了传统工艺难以完成的涂层强化工艺，上线应用证明其抗多冲接触载荷的明显增强。承受多冲接触载荷的表面强化涂层质量与强化工艺、基体和涂层材料、涂层厚度等有关。涂层厚度应根据多冲接触载荷的性质、应力大小、基体等情况来决定，太薄的涂层会造成或加剧涂层开裂、塌陷等失效行为。激光熔覆为工程中承受多冲载荷的重要零部件表面强化提供了一种更好的工艺方法。     

27SiMn钢表面激光熔覆304不锈钢的组织和性能

利用激光熔覆技术在液压支架立柱母材27SiMn钢表面进行了不同激光功率的单道激光熔覆304不锈钢试验,选择出熔覆层质量最佳时的激光功率,并在该功率下进行多层累加激光熔覆304不锈钢试验。分析了熔覆层材料的显微组织,对比分析了27SiMn钢基体和304不锈钢熔覆层的拉伸性能和断口形貌。结果表明,熔覆层和基体之间实现了良好的冶金结合,熔覆层材料中呈现出了具有典型定向凝固特征的柱状晶;熔覆层材料的抗拉强度与基体相当,伸长率明显高于基体;熔覆层和基体材料的拉伸断口处均出现了具有典型塑性断裂特征的韧窝,且熔覆层材料的韧窝尺寸及深度明显大于基体材料。     

激光熔覆化工阀门的实验与质量控制

对0Cr18Ni12Mo3Ti奥氏体不锈钢化工阀门密封面FCo-05合金涂敷层进行大功率激光熔覆加工,分析讨论了各种工艺因素对熔覆层质量和阀门可靠性的影响。     

激光熔覆甲胺泵进排液阀零件密封面

采用激光熔覆技术对尿素生产线的甲胺泵进排液阀零件密封面进行强化。使用５ｋＷ横流ＣＯ２激光器对预置于基材为Ｃｒ１８Ｎｉ１２Ｍｏ２Ｔｉ不锈钢的阀体阀盖零件密封面上的Ｃｏ基自熔合金粉末进行单道扫描,得到的激光熔层表面光整,厚度为２ｍｍ,基体无变形。激光熔覆层消除了气孔,裂纹,夹杂物等缺陷,其组织致密,晶粒度细小,硬度和强韧性更高。熔层与基体实现了冶金结合。