35CrMo钢表面铁基激光熔覆层的组织和耐磨性能

采用CO2激光熔覆装置将LC3530铁基粉熔覆在35CrMo钢基体表面,研究了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能,并与基体的进行对比。结果表明:基体组织为回火索氏体,晶粒尺寸在20μm左右,而熔覆层的组织为均匀细小的等轴晶,晶粒尺寸大多在8μm;基体的平均硬度为254.1HV,而熔覆层的平均硬度为640.5HV,且硬度分布更加均匀;在相同试验条件下,熔覆层试样的磨损量仅为基体试样的1/7,磨损系数是基体试样的1/5,且磨损后熔覆层试样的表面粗糙度较磨损前的大幅下降,表明激光熔覆后35CrMo钢的耐磨性能得到显著提高;基体试样的磨损机制为犁削磨损,而熔覆层试样的磨损机制为微观切削,其优异的耐磨性能与含有铁、铬、钼和碳等元素的高硬度合金碳化物的形成有关。     

三光束激光熔覆工艺参数对熔覆层几何特征影响

采用"三光束光内同轴送丝"激光熔覆新方法研究可以获得表面质量较高单道熔覆层的工艺参数组合方案。建立三光束激光熔覆工艺参数与熔覆层表面形貌关系以及几何特征变化规律的数学模型,通过激光提供的单位能量密度E1与丝材所需的能量密度E2之间比值关系判断熔覆层表面形貌状态,工艺参数和熔覆层几何特征关系的数学模型预测熔覆层几何特征变化规律,并采用单因素试验法进行验证。研究结果如下:E1/E2<1,熔池能量"不足",1.1≥E1/E2≥1.0,熔池能量处于"不足"到"充足"过渡阶段,以及E1/E2>1.6,熔池能量"过剩",这三种情况形成的熔覆层表面质量较差;只有当1.5≥E1/E2>1.1,熔池能量"充足"能够充分熔化进入熔池的丝材,且丝材能够以连续平稳的"搭桥过渡"方式熔入熔池,熔覆层表面连续光滑,质量较高;熔覆层几何特征变化规律:数学模型预测值变化趋势与试验值基本吻合,离焦量减小,熔覆层宽度W减小,高度H增大,宽高比a减小;激光功率增大,熔覆层宽度W增大,高度H减小,宽高比ɑ增大。扫描速度增大,熔覆层宽度W减少,高度H减少,宽高比a略有增加。送丝速度增大,熔覆层宽度W和高度H都...     

激光熔覆工艺参数对Ni60A熔覆层性能影响

为了得到扫描速度和激光功率对熔覆层性能的影响,利用光纤激光器在Cr12Mo V板材表面激光熔覆Ni60A粉末,研究了激光功率和扫描速度对熔覆层宽度、高度以及硬度的影响,进行了金相组织分析。结果表明:熔覆层宽度随激光功率增大而增大,随扫描速度的提高先增大后减小;熔覆层高度随激光功率的增大而升高,随扫描速度加快而降低;熔覆层硬度随激光功率增大而降低,随扫描速度增大而提高。熔覆层上部组织细小均匀,下部组织粗大稀疏,并与基体呈现良好波浪状冶金结合。     

激光能量密度及路径对熔覆层成形性的影响

采用同步送粉式激光熔覆在Q345钢基体上熔覆一层Fe-Cr-B合金熔覆层,研究了熔覆层表面的宏观形貌,采用着色探伤剂对熔覆层表面进行了着色探伤,统计了熔覆层表面的裂纹信息,讨论了激光能量密度、激光熔覆路径及熔覆层表面宏观形貌三者之间的关联性,获得了Fe-Cr-B合金粉末激光熔覆的最佳激光熔覆工艺参数.     

超高速激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响

超高速激光熔覆技术与传统激光熔覆有所不同,可大幅提高熔覆效率,制备无缺陷的均匀薄涂层.为研究超高速激光熔覆主要工艺参数对熔覆层组织与性能的影响,采用超高速激光熔覆技术,分别以不同激光功率、熔覆速度、熔覆道间距在9Cr2Mo钢基体表面制备M2高速钢涂层,对熔覆层微观组织及力学性能进行表征.结果表明:熔覆层以细小等轴晶为主...     

浅谈304钢高速激光熔覆过程中扫描顺序对熔覆层组织性能影响的研究

本文分析研究在高速激光熔覆过程中预置送粉激光熔覆对304钢的组织性能和力学的影响,通过在27siMn钢表面行预置送粉多层累加激光熔覆试验,对比试验过程中激光扫描顺序不同的四个区域的材料显微组织、力学性能和拉伸断口形貌差异,发现激光熔覆材料主要呈现具有典型定向凝固特征的柱状晶,C区、D区的晶粒尺寸较大,而A区和B区的晶粒尺寸略小。A区、B区两个区域的平均抗拉强度以及延伸率均略高于C区和D区。断口表面为典型韧性断裂特征,即断口部位均匀分布有韧窝,局部可见具有脆性断裂特征的光滑表面。从而得出,高速激光熔覆304钢后熔覆区域的显微组织中的柱状晶较先熔覆区域的柱状晶粗大,而平均抗拉强度和平均延伸率则较先熔覆区域有所降低。熔覆后拉伸断口表现为韧性断裂,局部为脆性解理断裂,且存在夹杂现象。     

激光熔覆工艺参数对横向搭接熔覆层结合界面组织的影响

为了提高搭接熔覆层的质量并控制搭接结合界面,研究了工艺参数对横向搭接结合区域组织形态的影响.结果显示,当扫描速度、送粉速率、激光功率分别在100-250 mm/min,6-7.5 g/min,1 500-2 500 W区间变化时,搭接结合区域呈现出不同的界面组织形态,没有出现白亮层.这些界面组织一类表现为具有组织与方向...     

预热对激光熔覆成形BT20合金影响

在不同预热温度下,利用激光熔覆成形技术制造出BT20合金试件,通过金相组织观察,发现熔覆层合金样件的显微组织主要为较为粗大的β柱状晶组织及晶内细小针状α组织,随着预热温度的升高,熔覆层内初生α相有所增大,经显微硬度测试发现基板无加热得到的熔覆层显微硬度高于施加预热基板得到的熔覆层,且施加预热工艺得到的熔覆层显微硬度随着预热温升高度而略有下降。分析是由于通过预热基板,使得预热温度高的熔覆层冷却速度较预热温度低的熔覆层有所减缓,致使细针状组织随之减少从而使显微硬度有所降低。     

激光熔覆工艺对Co基合金气门密封面覆层组织的影响

用激光熔覆Co基合金的方法处理了内燃机排气门密封面 ,得到晶粒非常细小的枝晶组织 ,能满足实际使用要求。对熔覆层组织的观察中发现 ,熔覆组织会对基体组织有继承性。     

激光熔覆成形技术的研究进展

激光熔覆成形技术是近年来发展起来的一种新型的先进制造技术.该技术将激光熔覆表面强化技术和快速原型制造技术相结合,具有成形零件复杂、结构优化、组织性能优良、加工材料范围广泛、柔性化程度高、能实现梯度功能和无模近终成形等独特优点,可广泛应用于复杂零件的直接制造和修复,具有广阔的应用前景.介绍激光熔覆成形技术的原理、特点和应用,从几种典型激光熔覆成形系统、成形零件组织性能研究、温度场数值模拟、成形过程检测与控制和成形过程残余应力和裂纹产生的原因及对策等方面对激光熔覆成形技术的研究进展进行综述,指出该技术存在的问题,并对其发展方向进行预测和展望.激光熔覆成形技术在硬件系统、工艺研究和熔池检测与控制等方面都取得了可喜的进步,但成形精度和裂纹仍然是该技术领域非常棘手的问题,有待进一步突破.     

激光功率对熔覆层性能的影响

8 000 W大功率半导体激光器得到了工业化应用,熔覆加工效率得到显著提升。为了明确激光熔覆效率提升后的熔覆效果,采用8 000 W及3 000 W半导体激光器,通过粉末预置法在27SiMn钢材质上进行了4种激光熔覆工艺试验。取样检测并分析了不同功率密度下激光熔覆样品的性能。结果表明,工艺参数选择不当可使界面结合不良,同时影响试样耐腐蚀性能;熔覆功率越高,熔覆试样硬度越高;熔池吸收的有效功率密度越大,作用时间越长,则热影响区组织越粗大。     

激光熔覆工艺对Co基合金气门密封顺覆层组织的影响

用激光熔覆Co基合金的方法处理了内燃机排气门密封面，得到晶粒非常细小的枝晶组织，能满足实际使用技术。对熔覆层组织的观察中发现，熔覆组织会对基体组织有继承性。     

铸铁CrMo表面激光熔覆Ni基高温合金粉末的磨损特性

采用激光熔覆技术在铸铁CrMo表面制备了Ni基高温合金熔覆层,采用SEM和晶相仪分析了激光熔覆层的晶相组织。采用回归正交试验方法,研究了基体和熔覆层在不同载荷和速度下的磨损特性。结果表明,熔覆层与基体形成良好的冶金结合,熔覆层组织致密,主要由树枝晶和共晶构成,熔覆层和基体材料的磨损机制为磨粒磨损;铸铁CrMo表面激光熔覆Ni基高温合金粉末可以提高表面的耐磨性能。     

激光熔覆表面裂纹的研究进展

近年来,有很多关于激光熔覆表面改性的研究,重点研究对象是表面裂纹,这也是激光熔覆技术的一大障碍。为了解决激光熔覆自身缺陷,文中主要从裂纹的产生原因着手,通过查阅国内外文献,着重探讨了防止表面产生裂纹的措施以及未来发展前景,对改善液压元器件等机械零件的性能提供指导意见。     

激光熔覆多元复合硬质合金的覆层结构研究

采用激光熔覆的方法在55Si2Mn弹簧钢表面制备了Co基WC—TiC—TaC多元复合熔覆层，用扫描电镜(SEM)和电子探针分析了呈波纹表面的激光熔覆层的组织特性，发现由于各硬质合金物性的差别，熔覆区中出现亚-层结构，研究表明熔覆区中的亚层结构是形成熔覆层中裂纹缺陷的主要原因。提出了通过电磁搅拌控制硬质相在熔覆层中分布，以提高熔覆涂层质量的理论构想。     

送粉激光熔覆界面特性及熔覆层稀释率

通过调整扫描速度、送粉速率、熔覆材料颗粒度进行单道送粉激光熔覆试验 ,借助显微组织分析、扫描电子显微分析、透射电子显微分析 ,研究了工艺参数对送粉式激光熔覆层与基体间结合界面形态及界面附近组织结构的影响规律 :工艺参数对熔覆层稀释率的影响作用 ,提出熔覆层界面附近局部稀释率的概念     

激光熔覆层的熔覆参量与磨损性能的试验分析

探讨了激光熔覆参量、熔覆合金粉末配方及涂层处理工艺对试样的接触疲劳寿命的影响，得到了一些可供使用、参考的资料与数据。     

激光熔覆扫描方式对薄壁圆筒变形的影响研究

为了研究在激光熔覆过程中不同的扫描方式对薄壁圆筒变形的影响，实验通过在熔覆过程中利用传感器测量指定位置的动态变形过程和三坐标测量最终变形数值的方式，分析圆筒不同点位数值变化和熔覆圆筒自由端面的形变情况。结果表明，在单向熔覆扫描方式中，平行轴扫描径向整体变形小于周向扫描，轴向变形是圆周扫描的1/5。连续扫描中周向扫描的径向变形靠近自由端变形大于平行轴扫描，远离自由端变形小于平行轴扫描，轴向最终变形程度比平行轴大28.5%。周向扫描的方向性对于轴向上的变形无明显差别，主要区别在径向上的变形。该研究结果对熔覆在薄壁圆筒件上的变形具有一定的参考意义。     

激光熔覆NiCrBSi/WC-Co复合涂层的组织与耐磨性能

采用同轴送粉激光熔覆技术在42CrMo合金钢基体表面制备WC-Co颗粒增强NiCrBSi复合涂层(NiCrBSi/WC-Co复合涂层),研究了复合涂层的物相组成、显微组织、显微硬度和耐磨性能。结果表明:复合涂层主要由γ-Ni固溶体、WC、FeNi_3、B_2Co_3、CoC_x、FeCr_(0.29)Ni_(0.16)C_(0.06)、W3_C、Co_3W_3C_6等物相组成;复合涂层顶部为方向杂乱的细小树枝晶,中部为较粗大的柱状树枝晶,底部为垂直于结合界面生长的胞状晶,涂层与基体形成了良好的冶金结合;复合涂层表面的平均硬度为810HV,远高于基体的(270HV),磨损质量损失为0.3mg,远低于基体的(1.9mg),其磨损机制主要为磨粒磨损;复合涂层可显著提高42CrMo钢基体的耐磨性能。     

超声波光整对激光熔覆层表面光洁度的提升

根据激光熔覆加工质量提升需求,设计制造表面超声光整复合一体机。该设备超声表面滚压加工工作头沿液压支架立柱表面施加一定幅度的超声频机械振动,并在一定静压力和进给速度条件下,利用金属在常温状态下的冷缩性特点,使材料产生弹塑性变形。另外,通过光整复合一体机进行激光熔覆表面光洁度提升,获得了良好成效,表面光洁度从Ra0.4降至Ra0.2以下。