激光熔覆齿轮齿面的应力场有限元模拟

主要采用ANSYS软件,考虑曲面对激光功率分布不均的影响,应用有限单元法对熔覆层应力场和残余应力分布进行数值模拟,分析应力的产生和影响过程并与实验结果做对比分析。结论为激光功率越高,送粉速度越快,应力值越大。     

送粉式激光熔覆热和熔覆材料有效利用率影响因素的研究

通过改变激光熔覆工艺参数获得相应的熔覆层并对其进行了细致的研究,对激光热有效利用率、熔覆材料有效利用率、熔覆层稀释率及有关界面问题进行了综合评述。找出了工艺参数对其影响规律,指出了送粉装置与工艺参数间的合理匹配能获得最佳的激光热有效利用率、熔覆材料有效利用率。同时,对搭接熔覆时的搭接率的确定原则进行了详细的评述。为获得良好的结合界面提供了实验证据,为制定送粉激光熔覆工艺规程提供了理论依据。     

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。     

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。     

激光熔覆材料相容性的研究进展

回顾了不同体系的激光熔覆材料及其组织和性能,对激光熔覆过程中的开裂现象及原因作了较为全面的分析,提出了材料相容性设计的概念,指出防止开裂的途径,从材料的相容性着生,包括化学、组织及物理相容性等方面,数值模拟技术的迅速发展为预测熔覆过程中的热应力与残余应力的分布提供了可能,但结果的准确性很大程度上依赖于材料科学基础研究的进展。     

激光熔覆技术的研究进展

激光熔覆技术是一种经济实用的表面处理技术,具有冷却速度快、工件畸变小、原料消耗少、过程易于实现自动化等优点。本文从背景、基本原理、研究现状等方面对激光熔覆做了较为详尽的阐述。在其研究现状中,主要从熔覆层材料、工艺种类、工艺参数等几方面综述了激光熔覆技术的研究进展;其中,对激光熔覆材料体系做了重点阐述,比较了三种自熔性合金粉末体系的优缺点。最后,指出了激光熔覆技术现存的主要问题以及未来的主要研究方向。     

钛合金表面激光熔覆材料体系与熔覆层质量的研究现状

激光熔覆技术是代表表面工程发展方向和水平的表面改性新技术之一。钛合金具有诸多优良的性能,已在航空、航天、海洋、石油化工及生物医学工程等领域中广泛用作各种关键结构零部件,且随着工业技术的不断进步,其应用领域及应用量愈来愈广、适用条件变得愈来愈苛刻,对钛合金的性能要求也愈来愈高。在钛合金表面激光熔覆涂层可显著改善其耐磨和抗高温氧化等性能,在工业上具有广阔的应用前景。钛合金表面激光熔覆材料的选择与熔覆层质量的研究对于激光熔覆技术在钛合金表面的应用具有极为重要的意义。     

激光熔覆与氩弧焊熔覆、焊条电弧焊熔覆的比较

比较了激光熔覆、氩弧焊熔覆和焊条电弧焊熔覆在试样热变形量、熔覆层几何特征、熔覆效率和设备投资方面的差异.结果表明:这三种工艺各有优缺点,从而有不同的应用领域.本文还指出了导致上述差异的重要原因.     

激光熔覆技术的研究进展

综述了激光熔覆技术的原理、工艺特点和熔覆材料的选择,分析了激光熔覆技术的应用范围,对其未来的发展方向作了展望.     

FeCrNiMo激光熔覆层组织与电化学腐蚀行为研究

目的 研究所设计FeCrNiMo激光熔覆层的组织结构及电化学腐蚀行为,用于解决液压支架表面防护与修复问题。方法 采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备FeCrNiMo合金熔覆层,通过XRD、光学显微镜和SEM表征其微观组织结构,利用动电位极化与交流阻抗谱技术研究熔覆层电化学腐蚀行为。结果 在适宜工艺条件下实现了单道熔覆层厚度达2 mm以上,且无明显气孔、裂纹等缺陷。熔覆层具有胞状枝晶组织特征,枝晶内为马氏体,晶间富Cr、Mo的铁素体有效缓解了马氏体相变的高应力,达到了较好的强韧化匹配。熔覆层在3.5%NaCl和0.5 mol/L H2SO4溶液中均呈现出明显的钝化行为,钝化区间宽度分别为300 mV和1310 mV,自腐蚀电位分别为–140.2 mV和2.3 mV,自腐蚀电流密度分别为5.0×10^–8A/cm²和1.3×10^–3 A/cm²,极化电阻分别为3.5×10⁵ ?.cm²和6261.4 ?.cm²,具有较为优异的耐腐蚀性能,且显著优于基体材料,但其双相组织特征易导致微区发生选择性腐蚀。结论 所设计的FeCrNiMo合金及相应激光熔覆工艺,满足实际工程对于熔覆层高效制备、成形质量及耐蚀性的要求,可用于液压支架表面防护与修复。     

激光熔覆制备高硬耐磨涂层的研究综述

高硬耐磨涂层指与基体间呈冶金结合,具有很强的局部抵抗压入能力及抵抗机械磨损能力的薄层。激光熔覆技术是一种新型、绿色、高效的表面处理技术,具有冷却速度快、稀释率小、热变形小、厚度可控等优点,在交通、矿山、石化、冶金等高端制造装备领域具有广阔的应用前景。从粉末设计、激光熔覆工艺、统计计算与仿真模拟、激光熔覆辅助技术等4个方面,综述了激光熔覆技术制备高硬耐磨涂层的研究进展。在粉末设计方面,以涂层优化结果为导向,综述了第二相强化型、细晶强化型、组织结构优化型及其他类型设计在制备高硬耐磨涂层方面的研究。在激光熔覆工艺方面,介绍了熔覆过程中工艺参数对涂层性能及质量的影响及作用机理,并提出了合理的优化建议。在统计计算和仿真模拟方面,概述了统计计算与仿真模拟在涂层制备、熔覆工艺优化、涂层组织性能优化及熔覆理论研究中的作用。在激光熔覆辅助技术方面,概述了声场、电场、磁场、热场、机械场及光谱检测等辅助技术,并介绍了辅助技术对调控涂层微观组织及性能的影响和作用机制。最后对激光熔覆制备高硬耐磨涂层及相关技术的研究进行了展望。     

QT800-2球墨铸铁表面激光熔覆工艺参数多目标优化

目的 为了解决球墨铸铁表面激光熔覆铁基合金过程中熔覆层塌陷、厚度不均等问题,确定旁轴送粉激光熔覆最优工艺参数组,并对参数寻优方法进行对比分析.方法 选取工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速度)为优化变量和熔覆层表面质量(表面粗糙度、硬度)为优化指标,通过设计L9(34)正交试验进行极差分析,得到优化后的参数组合;通过神...     

激光熔覆自润滑复合涂层研究进展及发展趋势

结合激光熔覆自润滑涂层实例,从材料设计、制备工艺、性能优化等方面综述了激光熔覆自润滑涂层的研究现状、存在的问题及发展方向。总结了常用固体润滑材料的摩擦学性能特点,并就如何选择自润滑材料、包覆技术和宽温域润滑的研究进展进行了简要阐述。讨论了激光熔覆制备自润滑复合涂层中软质润滑相和硬质耐磨相之间的关系,以及熔覆材料成分对涂层摩擦学性能的影响。简要分析了裂纹成因及控制涂层质量的常用手段,重点探讨了激光工艺参数对涂层中润滑相体积分数和分布状态的影响,并总结了激光熔覆自润滑涂层在工程中的应用,以期为激光熔覆技术的发展提供参考。目前激光熔覆自润滑涂层的应用已初具规模,但在润滑剂的失效与防护、新材料的研究与应用、制备工艺的优化以及针对特殊环境下的摩擦磨损实验研究等方面仍存在较大发展空间。     

球铁凸轮的磨削裂纹

用扫描电镜观察裂纹的形貌及分布。针对凸轮的磨削特性及金相因素对裂纹敏感性的影响,分析了裂纹的发生及扩展机理。在实验研究的基础上确定了防止磨削裂纹的措施。工艺改进后凸轮轴的裂康率由原来的12％下降至1.5％以下。     

激光熔覆原位合成TiC/Ti复合材料试验研究

利用激光熔覆技术，在工业纯钛表面原位合成了TiC／Ti复合材料。结果表明：选择不同的激光熔覆工艺参数，可使碳粉和Ti粉通过原位合成反应在钛表面生成TiC／Ti复合材料熔覆层；激光功率和扫描速率是影响熔覆层质量的主要因素：激光功率越大，形成的增强相颗粒尺寸越大，相应合金元素氧化也越严重；扫描速率越大，Ti与C的作用时间变短，增强相颗粒尺寸越细小，且增强相所占的体积分数也相应减少。用XRD、DES和SEM证明了TiC颗粒的存在，同时发现颗粒分布具有一定的均匀性，原位生成的TiC颗粒主要以等轴状和块状两种形态存在。     

激光熔覆耐磨涂层的研究进展

介绍了以镍基、钴基合金为主的激光熔覆耐磨涂层的研究进展，分析了熔覆层开裂等问题。目前激光熔覆工艺研究较为活跃，而对其加热、凝固过程的相变动力学、热力学、扩散过程和界面行为以及熔覆层显微组织、相结构的研究相对较弱；对熔覆层开裂问题的研究多集中在工艺参数和凝固组织特征上，要彻底解决熔覆层开裂问题，应从微观角度入手，分析熔覆层显微组织结构和相组成对熔覆层裂纹的影响。     

激光熔覆制备WC/Ni-Al基复合涂层高温稳定性研究

在不锈钢基材上通过激光熔覆Ni-Cr-Al-Co-Mo-W-Nb-Ti-C) WC粉末制备出WC陶瓷颗粒增强Ni-Al基复合涂层,并将试样在1 000℃高温大气氛围内保温50h.利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计对涂层高温时效前后的组织、相成分、硬度进行了对比分析和测试.结果显示激光熔覆WC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层经1 000℃×50h时效后,涂层与基材之间没有出现裂纹、孔洞等缺陷,保持着良好的冶金结合.激光熔覆18wt%WC增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层具有良好的高温稳定性;激光熔覆28wt%WC增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层显微硬度也没有出现明显降低的现象,但合金元素出现了贫化现象.     

激光熔覆在高速列车上的应用研究现状

高速列车轮轨、制动盘、车轴是易发生磨损的部件,采用激光熔覆技术能有效改善磨损或对损伤部件进行修复。综述了激光熔覆应用于高速列车轮轨、制动盘、车轴的研究现状。归纳了现有研究中各部件所采用的熔覆材料。总结了不同部件所关注的性能,针对不同部件的特性,分析了其对激光熔覆层性能的需求和应采用的熔覆层性能测试方法。对于列车轮轨,旨在通过激光熔覆涂层提高其接触面抗磨损和抗滚动接触疲劳性能;对于制动盘,旨在通过涂层减小其摩擦磨损和热疲劳;对于车轴可采用激光熔覆技术对已损伤的部位进行修复,并应重点关注车轴修复后的疲劳性能。此外,提出了激光熔覆实际应用于高速列车部件上现存的几个关键问题,包括：激光熔覆热影响区组织对部件服役性能的影响;激光熔覆残余应力的影响;激光熔覆低效率和高稀释率的问题;激光熔覆组件热损伤问题。目前的研究主要集中于激光熔覆材料的选择和性能评价,而从组织演变、残余应力及服役性能三者综合考虑的轨道交通理论基础有待构建。     

基于激光熔覆的车床主轴再制造

随着我国可持续发展重大战略的推进,蕴含着高附加值的损伤、退役机床再制造研究越来越受到重视,作为机床的核心部件之一,损伤主轴再制造成为机床再制造的关键。使用Nd∶YAG固体激光熔覆设备及FeCr合金粉料对损伤45钢主轴进行修复再制造研究,使用扫描电镜观察了熔覆层组织结构,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验分析了熔覆层硬度及耐磨性,使用磨床对主轴熔覆层进行精密磨削加工。结果表明所得熔覆层无气孔裂纹等缺陷,其硬度达547 HV0.1,相同负载条件下熔覆层耐磨性为基体材料的3.7倍;磨削加工后再制造主轴完全恢复至设计尺寸,经过相同服役时间后再制造主轴磨损量小于新品主轴磨损量,说明了车床主轴激光熔覆再制造的可行性及有效性。