钛合金表面激光熔覆涂层及工艺研究进展

钛合金具有密度低、比强度高等多种优点,但存在摩擦因数高、耐磨性能差、高温易氧化等缺点。激光熔覆技术可根据需求提升钛合金的表面性能,满足不同服役环境下对钛合金零部件的使用要求。为此,重点介绍了钛合金表面激光熔覆材料,包括自熔性合金粉末、陶瓷粉末、金属基陶瓷复合粉末等,讨论了激光熔覆工艺对涂层性能的影响,最后指出了钛合金表面激光熔覆涂层的发展方向：(1)发展新型熔覆层材料体系;(2)优化激光熔覆工艺参数;(3)研发功能梯度涂层。     

钛合金表面激光熔覆固体自润滑涂层

综述了激光熔覆技术在钛合金表面制备固体自润滑涂层的研究现状。采用激光熔覆技术可以在钛合金表面制备出具有优异减摩性能的固体自润滑涂层,其减摩效果与所选用的激光器、熔覆材料的成分配比、添加剂的添加方式等有密切关系。最后指出了今后该技术的发展方向:1开发高水平的激光熔覆设备;2开发新型熔覆材料体系,使其能应用于不同的环境和很宽的温度范围中;3开发多层涂层、智能涂层(如自修复功能)和梯度涂层;4对激光表面熔覆处理过程进行数值模拟,实现激光熔覆过程的定量控制。     

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。     

铸铁表面激光熔覆裂纹的形成原因

选用了三种铸铁基材和四种合金粉末，考察了激光能量密度以及各种基材与合金粉末搭配时对熔覆裂纹的作用。建立了一种定量评判基材与粉末材料相容性的公式，由该公式可计算出湿润角。θ和ｑ是控制裂纹形成与否的两个重要原因。     

不同送粉速度对TC4钛合金表面激光熔覆的影响

采用光纤激光对TC4钛合金表面进行熔覆改性,研究送粉速度对熔覆工艺过程和熔覆层性能的影响.采用高速摄像机拍摄了加热粉末在空间的分布形貌,采用光学显微镜观察了熔覆层横截面形貌,采用EDS分析了熔覆层的氮含量分布,并测量了熔覆层横截面的显微硬度.实验表明,送粉速度较小时,粉末吸收少量激光能量,熔池较大,熔覆层宽而浅;送粉速...     

TC4钛合金表面激光熔覆Ni包WC复合涂层研究

为了提高钛合金的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆法在TC4钛合金基体上制备了Ni与WC混合粉末涂层,研究了不同WC添加量对熔覆层的物相组成、显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,三组不同的熔覆材料经过激光熔覆后,都可以使材料表面硬度和耐磨性能较基材大幅度增加。但是随着WC含量的增加,熔覆层均匀性降低,出现小颗粒的WC团,并且组织开始多样化,且硬度分布均匀性也有所下降。     

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。     

激光熔覆技术的研究现状

总结了激光熔覆技术的特点和发展现状，从激光与金属的相互作用和熔覆过程的物理化学现象阐明了该技术的理论基础，并分析了该技术的影响因素，指明了这一步发展该技术必须首先解决的几个问题。     

激光表面熔覆技术进展

文章多方位对激光熔覆工艺特点、涂层材料体系和组织形貌特征进行分析,并对其研究走向予以展望。     

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。     

Dynamics of Gradient Bioceramic Composite Coating on Surface of Titanium Alloy by Wide-Band Laser Cladding

Hydroxyapatite (HA) ,akindofbioactivematerial,haswideapplicationprospectinhardtissuereplacementandrepairbecauseofsimilarchemicalcompositionandcrystallographicstructuretothoseofbonemineral[1,2 ] .TheHAcoatingwithbioactivityandbiocompatibilityonthesur faceo…     

钛合金表面强化新进展

介绍了为改善钛合金表面耐磨性将激光表面熔敷、高能微弧火花渗碳和表面渗氧技术应用于钛合金表面强化所取得的进展。讨论了每种工艺方法所获表面改性层的结构和性能特征及其应用范围。     

In Situ Laser Coating of Calcium Phosphate on TC4 Surface for Enhancing Bioactivity

 Titanium alloy has been a successful implant material owing to its excellent ratio of strength to weight, toughness, and bio inert oxide surface. Significant progress has been made in improving the bioactivity of titanium alloy by coating its oxide surface with calcium phosphates. In the present study, in situ coating was reported on Ti6Al4V(TC4) surface with calcium phosphate (Ca P) bioceramics synthesized and synchronously cladded by laser beam. This coating was grown by first preplacing directly the raw powders, which contain 80% of CaHPO4·2H2O, 20% of CaCO3, and dram of rare earth (RE), on the TC4 surfaces, and then exposing the surfaces to the laser beam with a power density of 1273-1527 MW·m-2 and a scanning velocity of 105 m/s. The resultant coating was characterized using scanning electron microscopy (SEM), X ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis and Different thermal Scanning (TG DSC), and Energy Dispersive X ray Detection (EDX). The results show that these laser ceramics include hydroxyapatite (HA), tricalcium phosphate (TCP), Ca2P2O7, and other Ca P phases, and the interface between the coating and the TC4 substrate has tighter fixation, in which the chemical bonding is approved. These laser hybrid coatings are useful in enhancing the bioactivity of titanium alloy surfaces.     

钛表面厚碳化钨涂层研究进展

钛表面制备厚的碳化钨耐磨涂层的方法主要有喷焊、喷涂、激光熔覆3种。火焰喷焊可在钛表面制备2 400μm厚的WC耐磨涂层,涂层性能稳定,与基体为冶金结合;可通过预活化钛合金表面、增加重熔、中温回火等方式改善涂层性能。采用超音速火焰技术喷涂团聚烧结型的WC-Co粉末,可在钛表面制备4 153μm厚的耐磨层,涂层易出现W_2C脆性相、η反应相;通过工艺控制,涂层孔隙率可小于1%。采用激光熔覆可在钛表面制备2 900μm厚的WC耐磨层,涂层与基体虽为冶金结合,但存在裂纹、气孔等缺陷。3种方法均可制备毫米级厚的WC耐磨涂层,这种厚涂层将大大延长设备的使用寿命。     

钛及钛合金植入体表面微纳结构制备技术及生物性能研究进展

对国内外医用钛及钛合金植入体表面微纳结构制备技术的研究现状进行综述。介绍了喷砂、微切削和激光等机械加工方法,等离子喷涂、溅射等物理方法,酸蚀、碱热处理、阳极氧化等化学处理方法在钛及钛合金植入体表面制备的微纳结构,概述了微纳结构对钛及钛合金植入体生物相容性的影响。最后,总结各种制备方法的优劣,并结合目前医用钛及钛合金植入体表面微纳结构研究中存在的问题,指出了植入体表面微纳结构制备方法的发展趋势。     

激光熔覆AlCoCrFeNi高熵合金涂层的高温磨损性能

采用激光熔覆技术在42CrMo表面制备了Y掺杂AlCoCrFeNi高熵合金涂层,研究了涂层组织成分与高温摩擦磨损性能。结果表明：AlCoCrFeNi涂层主要由BCC相和B2相组成,900 ℃下涂层耐磨性约为基体的3.7倍,平均摩擦因数相比基体降低约22%。