激光功率与扫描速度对微织构形貌影响试验研究

激光加工技术以其清洁高效、自动化程度高、加工过程方便易控制等突出的优势,目前已成为加工微织构的首选方式.在加工过程中,激光参数是影响微织构尺寸参数和形貌的重要因素.采用激光技术在硬质合金刀具表面加工微织构,分析并揭示了激光功率和扫描速度对微织构的尺寸和形貌的影响机制,进而确定了加工微织构的最优激光参数.     

基于离子束辅助激光的硬质合金表面微织构制备方法研究

目的 解决纳秒激光所制备的硬质合金表面微织构尺寸不可控且质量较差的问题.方法 提出了离子束刻蚀与纳秒激光复合加工技术.首次采用离子束辅助激光加工在WC/Co硬质合金表面制备凹坑型微织构,研究了激光扫描速度、重复频率、脉冲宽度和刻蚀时间4种不同加工参数对微凹坑表面形貌及结构尺寸的影响,并初步预测和建立了复合加工过程中微凹...     

液体辅助激光加工织构及表面摩擦特性研究

为了缓解切削加工钛合金等难加工材料过程中存在的刀具磨损等问题,采用激光器分别在空气介质和液体辅助条件下在YG6硬质合金刀具表面加工直线沟槽织构,在UMT直线往复摩擦磨损试验机上测试了不同工艺加工所得织构刀具的摩擦及磨损性能,通过体视显微镜对磨损形貌进行表征分析,采用计算流体力学方法对试验进行模拟仿真,并结合流体动力学分析,探究织构刀具在润滑条件下的减摩机制。结果表明：激光加工工艺显著影响硬质合金刀具表面在切削液润滑条件下的摩擦磨损行为,液体辅助激光加工所得织构表面表现出较好的抗摩擦磨损性能,摩擦因数相对于无织构刀具表面降低了78.2%,主要是由于在摩擦过程中刀具-工件接触区的油膜产生了较好的楔形效应,改善了摩擦过程中的润滑状态,提高了摩擦学性能。     

飞秒激光加工参数对RB-SiC表面形貌的影响

目的 揭示飞秒激光加工参数对反应烧结碳化硅(Reaction-Bounded Silicon Carbide,RB-SiC)表面形貌的影响规律。方法 通过改变激光能量密度和有效脉冲数,研究RB-SiC表面烧蚀槽的形貌变化规律,确定飞秒激光加工RB-SiC的去除机理。采用扫描电镜、共聚焦显微镜、X射线能谱仪和拉曼光谱仪分析RB-SiC烧蚀前后的表面形貌演变行为。结果 激光能量密度在0.62~10.48 J/cm²时,Si富集区域形成凹陷结构,SiC颗粒区域形成周期性结构(Laser-Induced Periodic Surface Structures,LIPSS),周期约为970 nm。随着激光能量密度的增加,凹陷结构扩大加深,表面球形纳米颗粒增多,烧蚀槽宽度呈对数增长。有效脉冲数在69~ 1 379,Si富集区域的去除量高于SiC颗粒区域的去除量。随着有效脉冲数增加,烧蚀槽深度显著加深,凹陷结构扩展成深坑结构,飞溅至烧蚀槽外侧的纳米颗粒聚集成团簇物,由Si、SiC和非晶态SiO2构成的沉积物在烧蚀槽边缘形成堆积层。结论 降低激光能量密度能够减少RB-SiC表面凹陷和纳米颗粒,有助于提升烧蚀形貌的一致性。增加有效脉冲数会促进烧蚀槽底部深坑结构的产生,进而扩大Si与SiC去除量之间的差异。     

液体辅助激光微孔加工研究进展

随着微孔加工技术的逐渐成熟,激光微孔加工的应用越来越广泛,但依靠单一激光束进行微孔加工仍存在一些问题,尤其是在深孔加工方面,出现了以激光束为主、多能量场辅助的复合打孔技术,并逐渐成为了热点。针对液体辅助激光微孔加工研究领域,总结了水基辅助激光打孔、水基超声振动辅助激光打孔、水基超声?磁场辅助激光打孔和电解液/水射流辅助激光打孔等方法。在水基的基础上,加入了超声、磁场和温度场,使得辅助场变得多元化,在多层面上进行复合加工。介绍了不同辅助加工方法的去除材料机理及加工后材料特性的变化,水起到冷却的作用,但在水层下会形成空化气泡,超声振动可以击溃气泡,磁场和温度场为材料残渣提供了能量,具体表现在热效应、材料去除速率、打孔深度、重铸层及裂纹等方面。影响微孔质量的因素有微孔锥度、深径比、孔的圆度、重铸层厚度、热影响区、微裂纹和粗糙度等,主要对微孔锥度、深径比及其他指标进行了分析,总结了加工方法对微孔质量的影响。     

电火花加工表面形貌的分形研究

利用分形理论,采用一种新的分形维数计算方法,得出电火花加工表面的二维分形维数。研究了电火花表面的磨损分形行为,从而为预测和提高模具寿命提供了依据。     

脉冲电化学光整加工中表面形貌变化试验*

探究脉冲电化学光整（PECF）加工过程中表面形貌变化特性及其工艺能力。在能实现表面良好加工效果的参数范围内, 对 304 不锈钢车削与磨削表面进行脉冲电化学光整加工,通过对加工前后表面微观形貌变化规律的对比分析,研究脉冲电化学光整加工工艺对不同表面的整平能力。试验结果表明：脉冲电化学光整加工车削和磨削表面所能获得的最终表面粗糙度大体相当,加工后两种表面粗糙度 Ra、R_z 和 R_sm值处于同一量级,分别达到 0.09、0.7、50 μm 左右。表面微观形貌趋于一致, 表面完整性良好,表面特征指标不具有显著差异性。脉冲电化学光整加工车削和磨削表面的形貌变化过程有所差别,车削表面存在由原始表面形貌向脉冲电化学光整加工表面形貌转变的一段中间过程,磨削表面形貌则在短时间内迅速转变为脉冲电化学光整加工表面形貌。对原始表面较为粗糙的零件或者难以采用磨削加工的薄壁件,PECF 加工是一种具有实际应用价值的加工方式,且对于一些具有特殊要求的功能性表面形貌,车削后进行 PECF 加工可能成为一种新的加工方法。     

电火花加工表面形貌的分形研究

利用分形理论 ,采用一种新的分形维数计算方法 ,得出电火花加工表面的二维分形维数。研究了电火花表面的磨损分形行为 ,从而为预测和提高模具寿命提供了依据     

激光抛光熔化机制中表面形貌的数值模拟

激光抛光作为一种光整加工技术近年来得到了迅速发展,然而其模型研究相对滞后,目前通过数值模型仍难以评估抛光工件的表面质量.在考虑工件表面形貌、传热和流体流动的基础上,建立一个二维移动数值模型来预测熔化机制下被抛光工件的表面粗糙度.通过该模型模拟熔池内的熔体流动,估算出激光抛光后工件的表面粗糙度,其与试验值非常接近;同时,...     

电火花加工表面形貌与摩擦磨损

表面形貌与摩擦磨损间存在着一定的关系。本文通过对电火花加工与机加工的不同表面形貌的对比来探讨这一关系。     

激光表面改性

激光表面改性技术在改善材料表面性能,提高材料使用寿命方面具有突出的优越性.随着研究的深入,激光表面改性技术在工业中的应用逐步扩大.对工业应用中比较常见的激光熔覆、激光表面熔凝、激光相变硬化、激光冲击强化、激光表面合金化等激光表面改性技术进行了综述,并在此基础上展望了激光表面改性技术的发展前景.     

激光功率对船用10CrNiMnMoV钢表面处理后组织的影响

为扩大船用NbV微合金化10CrNiMnMoV钢的应用范围,改善其表面性能(主要是提高其耐磨性),利用高功率CO2激光对其进行了表面熔凝处理,研究了不同激光功率对其组织的影响.结果表明:随激光功率的增加,熔凝区形成的组织分别为细小马氏体和铁素体以及极少量的粒状贝氏体(3.5kW)、板条马氏体和马氏体间的少量铁素体(4kW和4.5kW)、板条马氏体组织(5kW).热影响区上部主要形成了细小的马氏体组织,下部的组织主要是铁素体、珠光体、少量马氏体和粒状贝氏体及细小碳化物.     

Liquid phase sintering of functionally graded WC–Co composites

Functionally graded cemented tungsten carbide (WC–Co) is an example of functionally graded materials (FGM) in which mechanical properties are optimized by the presence of microstructural gradients such as cobalt gradient and grain size differences within the microstructure. In particular, a cobalt gradient is preferred. However, the manufacture of FGM WC–Co with a cobalt gradient is difficult because the flow of the liquid phase during liquid phase sintering (LPS) would eliminate any initial cobalt gradient built into the powder compacts. In this paper, different factors, which can be used to influence the migration of liquid during sintering, are investigated. These factors include gradients in grain size, carbon and cobalt content, and sintering time. It is shown that a difference in particle size may induce a step-wise profile of cobalt concentration. Initial carbon content differences, however, can be used to obtain a gradient of cobalt during sintering. The effects of these factors are explained based on the roles of capillary force and phase reactions.     

硬质合金中钴的相变及微观结构研究

本文选取10%Co-WC硬质合金,并以原料钴粉为参考试样,通过原位X射线衍射,扫描及透射电镜显微分析技术,系统分析了相变温度,相变组织等信息,探讨了硬质合金中钴的相变及影响因素。结果显示,Co相变的晶体学取向关系为{111}α//{0002}β,<110>α//<110>β,在钴粉及硬质合金中,Co的晶内均存在切变相变引起的片层组织。相对于钴粉,硬质合金中的Co的As和Af增加约80℃,主要原因是WC原子的固溶及析出,相变自由能以及切变阻力增大,从而增加了Co相变所需过冷度。     

激光抛光机理及应用

介绍了一种新型材料表面处理技术——激光抛光，并对其机理、优点、应用实例等相关内容作了简要阐述。     

激光冲击强化效果的无损检测

激光冲击强化技术(又称激光喷丸)是利用强脉冲激光产生的压力冲击波在金属材料表层产生应变硬化的一种新型表面强化技术.激光冲击强化后的工件必须进行检验,在实际工程应用中,由于强化处理后的工件常常不可能再进行破坏性实验来检验强化效果,因而进行合理的激光冲击强化效果的无损检测是激光冲击技术工程应用的关键.本文提出了用残余应力、表面粗糙度、显微硬度等来检验激光冲击强化的效果,并用实例加以验证.     

航空材料的两种激光表面处理技术

针对航空材料的表面强化问题,分析了激光表面处理技术在航空材料上应用的发展现状.论述了两种类型激光表面处理技术的基本原理和国内外研究现状.分析了激光表面处理技术在航空材料上应用的发展方向.     

新型产品表面激光处理控制系统的设计与实现

对产品表面质量进行检测和控制是产品加工中的重要环节。提出一种新型的产品表面激光处理智能控制系统的软硬件设计方法,实现产品表面光斑的三维能量图的计算、显示和处理。实际应用表明,使用该系统能有效提高加工效率和产品质量。