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.     

回火工艺对铁基合金熔覆层耐磨性的影响

在液压支架立柱母材27Si Mn钢表面进行了预置送粉的激光熔覆铁基合金试验,并对所得到的熔覆层材料进行了淬火+6种不同回火工艺的热处理,对比分析了热处理前后铁基合金熔覆层的显微组织、显微硬度和摩擦学性能。结果表明:热处理可细化熔覆层材料的晶粒,提高显微硬度,改善熔覆层的耐磨性。综合考虑,在250℃下保温60min,空冷的回火工艺方案可获得均匀、细小的晶粒和最佳的耐磨性。该回火工艺下的熔覆层材料的显微硬度较热处理前提高了3%,摩擦系数减小了8%,磨损量减少了54%。其表面出现浅层剥落和波纹状褶皱,但磨损表面相对较为光滑。     

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。     

激光熔覆SiC-MoS_2铁基合金覆层的组织与摩擦学性能

采用激光熔覆方法,在45钢基体上制备了以HD钢(4Cr3Mo2VNiNb)成分为主的铁基合金粘结相(简称HD-1)、SiC-MoS2为颗粒相的覆层材料,运用OM、电子探针(BEI、EDS)、XRD、显微硬度及球盘式摩擦磨损试验等方法分析研究了覆层的显微组织结构与力学性能。研究表明,HD-1粉末熔覆层的晶粒细小,显微组织主要由含过饱和碳的α-Fe(Cr、Ni、Mn、Mo等)固溶体及其网状残余奥氏体组成;添加SiC-MoS2颗粒相后,混合覆层组织中残余奥氏体沿晶界呈断续网状分布,还均布着细小的金属硫化物(CrS)颗粒。与HD-1纯粘结相覆层比较,添加颗粒相后覆层的硬度值有不同程度提高,覆层最高硬度值(807HV0.2)较HD-1覆层提高约20%;混合覆层的摩擦系数值明显降低,覆层最低摩擦系数值(0.135)较HD-1覆层降低约39%;混合覆层的最小体积磨损率(0.90×10-3mm-3/m)较HD-1覆层减小了40%。从兼顾覆层的耐磨、减摩和高硬度性能考虑,最优覆层的推荐制备参数为铁基合金HD-1加3%SiC-1.5%MoS2、激光扫描速度16mm/s。     

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。     

应用稀土及激光熔覆工艺制备钴基合金梯度涂层

采用稀土变质及激光熔覆工艺在 2 0号钢基体上获得了钴基自熔合金梯度组织涂层。结果表明 ,2 0 4Co合金涂层组织为均匀的亚共晶 ,其组成相包括ε Co ,Co3 B ,M2 3 (C ,B) 6,Cr2 B及Co7W6化合物 ,平均硬度为HV10 70 ,比基体 (HV180 )高HV890 ,耐磨性与基体相比提高 1.5倍。在 2 0 4Co合金中加入 0 .6 %的稀土 ,可以获得梯度涂层。其组织由亚共晶向共晶连续过度 ,与前者相比 ,组成相增加了CeCr2 B4 ,最高硬度达HV12 0 4,比原合金高 12 .3%,耐磨性与基体相比提高近 2倍 ,比原合金提高了 2 5 %。     

Fe-Cr-B-C铁基合金氩弧堆焊熔覆层腐蚀性分析

Q235钢属于碳素结构钢,焊接性好,焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施,通常焊后也不需要进行热处理,但其耐腐蚀性较差。本研究基于在材料表面堆焊熔覆层可以改善材料表面性能的原理,针对Cr,B,C元素对熔覆层耐腐蚀性的影响,通过在Q235钢表面进行氩弧堆焊,获得较好的熔覆层,经电化学腐蚀及金相分析、XRD能谱的研究,探索了Cr,B,C含量不同时,熔覆层的耐腐蚀性能。试验结果表明,在Fe-Cr-B-C合金系中,Cr,B,C的含量对耐腐蚀性都有较大的影响。其中,当w(Cr)为45%,w(B)为1.5%,w(C)为2.5%时,熔覆层耐腐蚀性能最好。     

铜合金表面激光熔覆Fe铁基合金研究

采用激光熔覆技术在QA19-4铝青铜合金表面激光熔覆Fe基合金。采用OM、XRD、显微硬度计对熔覆层的组织、物相和硬度进行分析,测试了铝青铜基体、Fe基激光熔覆层的冲蚀磨损性能。结果表明:激光熔覆层与铝青铜基体形成了冶金结合,无孔洞、夹杂和裂纹等缺陷,熔覆层中主要组织为γ-(Fe-Ni)、CrFe_4、Cu_(3.8)Ni等。熔覆层显微硬度最高为498 HV,平均显微硬度320 HV,是基体硬度的2倍;随冲蚀时间的延长,熔覆层失重量比QA19-4铝青铜基体的失重量要低得多,熔覆层的耐磨性比基体组织的耐磨性提高了近2倍,激光熔覆层的冲蚀耐磨性能得到明显提高。     

激光熔覆工艺参数对熔覆层质量影响研究

在42CrMo基板上激光熔覆单道钴基合金涂层,采用正交试验,探究激光功率、送粉速率、扫描速度、光斑直径等4个工艺参数对熔覆层几何形貌和稀释率的影响规律.结果表明:激光功率和扫描速度对熔覆高度和熔覆宽度影响较大,激光功率和光斑直径对稀释率影响最大.结合稀释率和熔覆高度与熔覆宽度比值综合评价,获得最优工艺参数组合为激光功率...     

高频感应熔覆铁基合金涂层组织及性能研究

采用高频感应加热熔覆方法在低碳钢基体上制备了铁基合金涂层;利用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪观察分析了涂层合金的显微组织结构,并对涂层合金进行耐磨性测试.结果表明:涂层合金与基体之间为冶金结合.组织为致密的放射状组织上分布着大量块状、条状的共晶体.放射状组织为马氏体相和γ合金固溶体相的混合组织上均匀覆盖着的大最的花状和枝品状共晶体.涂层具有较高的硬度和较好的耐磨性.     

铸铁等离子熔覆铁基合金耐磨涂层

利用等离子熔覆技术,选择合适的工艺参数,在硼铸铁基体上熔覆铁基合金粉末制备具有冶金结合的耐磨涂层.采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,通过环-块磨损试验评估了涂层的耐磨性.结果表明,硼铸铁等离子熔覆铁基合金涂层组织主要由(Cr,Fe)7C3,α-(Fe,Cr)和Fe3C相组成;涂层的显微硬度可达600～1 200 HV0.2;在干滑动磨损条件下,涂层的耐磨性约是基体试样的5倍.涂层中高硬度的(Cr,Fe)7C3及Fe3C相的抗磨骨架作用,大量Cr,Si原子溶入基体引起的过饱和固溶强化作用,涂层快速加热及快速凝固产生的细晶强化作用是涂层耐磨性提高的主要原因.     

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.     

激光熔覆铁基合金的单层多道搭接工艺研究

在单道试验的基础上对铁基合金单层多道搭接工艺进行了研究。建立了激光熔覆多道搭接的理论计算模型,计算并修正搭接理论值。分析了搭接率对熔覆层的表面成形质量和微观组织的影响。得到了合适的搭接率56%,验证了熔覆层的显微硬度与材料的本身硬度相符合。     

铁基合金激光熔覆层裂纹控制的组织设计

通过对激光熔覆铁基合金进行组织设计和试验,获得了无裂纹、平均硬度为850.3 HV (65HRC)的熔覆涂层.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)对熔覆层进行显微组织、相结构分析,结果表明:熔覆层为枝/胞晶凝固组织形态,熔覆层内弥散分布大量的颗粒相;残余奥氏体沿着枝/胞晶间分布,晶间的碳化物呈颗粒状弥散分布在晶间残余奥氏体上.摩擦测试结果表明,熔覆层的磨损形式主要为磨粒磨损,对比材料冷轧辊用钢9Cr2Mo磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损和疲劳剥落.熔覆层的拉伸断口形貌为准解理和韧窝,并有沿晶粒边界形成的韧带,表明晶界残余奥氏体提高了熔覆层的韧性.     

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。     

激光熔覆专用铁基合金特点分析及设计思路评述

分析了目前防止熔覆层开裂所采取的主要措施存在的问题,阐述了激光熔覆和热喷焊对于所用合金粉末性能要求之异同,指出解决激光熔覆层开裂的根本途径是研制专用合金.综述了激光熔覆专用铁基合金的研究现状,评述了现有激光熔覆专用铁基合金成分与组织设计的思想,指出了当前基于＂原位自生＂和＂高碳共晶＂设计思想的专用合金研究思路的局限性.