镁合金激光熔凝处理工艺研究

采用横流CO2激光器,对镁合金进行熔凝处理,采用三因子二次回归正交组合设计计算方法进行试验,优化其工艺参数,讨论了各工艺参数对熔凝区尺寸的影响规律,分析了熔凝区组织性能之间的关系.结果表明,熔凝区晶粒得到细化,镁合金表面的性能得到明显提高.     

扫描速度对镁合金激光熔凝层组织及性能的影响

采用500 W脉冲激光器以不同扫描速度在AZ91D镁合金表面进行激光熔凝,运用XRD、SEM、EDS等手段测试了熔凝层的组织、显微硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。结果表明,激光熔凝能提高镁合金的表面硬度及耐磨性,但未能提高其耐蚀性能。激光扫描速度对熔凝层的硬度影响不大。     

不锈钢激光熔凝工艺研究

采用激光熔凝技术对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行单道扫描,研究不同激光工艺参数下熔凝层微观组织和显微硬度的变化.结果表明:激光熔凝区品粒细小,熔凝层显微硬度较基体硬度有所提高,最高硬度可达288HV.可以推断采用激光熔凝技术,能够提高不锈钢的硬度,改善其耐磨性能.     

镁合金激光表面熔凝处理研究进展

镁合金是优异的轻量化材料和极具潜力的人体植入材料,但其耐蚀性差。激光表面熔凝技术可快速在镁合金表面形成晶粒细小的熔凝层,改善镁合金表面微观形貌和组织结构,对提高其表面耐蚀性和生物相容性有重要作用。综述了近年来镁合金激光表面熔凝处理的相关研究工作,分析了熔凝处理工艺对镁合金微观结构、成分、润湿性、耐蚀性和生物相容性的影响。总结并展望了激光熔凝处理在镁合金的组织结构转变、腐蚀机理及力学行为、降解行为和生物相容性等方面的发展方向。     

AZ91HP镁合金真空激光熔凝晶粒细化

采用真空激光熔凝技术对AZ91HP镁合金表面进行了细晶强化处理。研究表明：激光熔凝区是由α-Mg和β-Mg17Al12相所组成,与原始镁合金相比,β-Mg17Al12相含量增加,且随着激光扫描速度降低,β-Mg17Al12相含量增加。熔凝区具有典型的树枝晶形貌特征。由于受微区合金溶液成分和结晶参数不均匀性的影响,二次枝晶间距沿熔凝层深度逐渐增大。增加扫描速度导致熔凝区二次枝晶间距减小,激光熔凝区晶粒细化,有利于提高镁合金的塑性。     

AM60B镁合金铸造过程的遗传性

试验研究了不同厂家用原料生产的AM60B镁合金及用废料生产AM60B镁合金重熔前后的组织和性能变化规律。结果表明,AM60B镁合金在铸造过程中具有明显的遗传性。     

AM50A镁合金激光表面熔凝层的强化效果与机理

采用CO2连续激光对AM50A镁合金表面进行熔凝处理,分析激光熔凝层的组织、性能和强化机理.结果表明:激光熔凝层晶粒得到高度细化,且随着扫描速度的增大,晶粒细化更为明显;熔凝层内合金元素Al的固溶度增加,β(Mg17Al12)的含量有所减少,但β相的分布更加均匀弥散;熔凝层的显微硬度(Hv55～75)明显高于基体的显微硬度(约HV40).磨损实验表明,激光熔凝试样的磨损体积是未处理试样的35%,耐磨性有了较大提高.熔凝层的强化机理主要是细晶强化,此外合金元素Al固溶度的增加及β相的弥散析出也有一定的强化效果.     

45钢光纤激光熔凝工艺

采用光纤激光对45钢表面进行了激光熔凝处理研究. 结合熔凝层深度、组织、显微硬度和摩擦磨损性能分析,研究了多道激光熔凝的激光功率、激光扫描间距对熔凝工艺的影响规律. 结果表明,在改变激光功率的研究中,熔凝层深度随激光功率的增大而增加,熔凝层的显微硬度呈周期性变化,后道激光处理对前道熔凝层存在回火热处理作用. 在改变激光扫描间距的研究中,进一步验证了后道激光熔凝对前道的热影响作用,同时适当增大扫描间距,获得软硬相间的熔凝层表面,有利于改善钢材表面的耐磨性能,同时可适当提高激光熔凝处理的生产效率.     

球墨铸铁凸轮轴的激光表面熔凝处理

分析了激光表面熔凝处理后球墨铸铁凸轮轴硬化层的组织和性能特点，并与其它强化方法进行了比较。结果表明，采用适当的激光表面熔凝处理工艺参数，可以在表面获得搭接均匀、表面硬度大于80HRA和厚度达1．0mm的硬化层；硬化层由熔凝层和淬硬层组成，其中熔凝层的基体组织主要为细小、均匀并且有一定方向性的亚共晶莱氏体，淬硬层主要由石墨球及其周围的硬质环、细马氏体和铁素体基体所组成。与其它铸铁凸轮轴强化方法相比，激光表面熔凝处理具有表面硬度高、组织细小均匀、零件畸变小和不影响心部性能等优点。     

AZ91HP镁合金激光熔凝层的耐蚀性和生物相容性

为提高医用AZ91HP镁合金的耐蚀性和生物相容性,采用激光熔凝技术对镁合金进行熔凝处理。结果表明,AZ91HP镁合金熔凝层相组成为α-Mg和β-Mg17Al12,凝固组织为典型的树枝晶。模拟体液中腐蚀速率结果表明,熔凝层的耐蚀性较原始镁合金显著提高。在Hank’s中浸泡21 d后,可清楚看到一些絮状物沉积在熔凝层表面;能谱分析结果表明,絮状物中Ca,P比约为1.33,接近羟基磷灰石中Ca,P比(1.67)。原始镁合金的凝血酶原时间(PT)值为11.025 s,激光熔凝层的PT值为12.025 s,熔凝层具有较好的抗凝血性。细胞毒性实验结果表明,培养1 d后,在原始镁合金周围细胞出现破碎和固缩,极少数贴壁细胞。熔凝层表面则存在许多粘附细胞,熔凝层细胞死亡率较原始镁合金大有降低。     

AM60B镁合金压铸工艺的研究

研究了压射比压、浇注温度、模具温度、压射速度四个压铸参数对AM60B镁合金显微组织、铸造性能和力学性能的影响,探明了其在冷室压铸条件下的最佳工艺,简单分析了压铸态组织,并成功地实现了镁合金灯罩铸件的试制。     

熔炼工艺对AM60B-3Sr镁合金显微组织的影响

采用RS-7130E型光学显微镜、D8 Focus型X射线衍射仪(XRD)和带有能谱仪(EDS)的S4800型扫描电子显微镜(SEM),研究了不同熔炼温度和时间对AM60B-3Sr镁合金铸态显微组织的影响.试验结果表明:在670℃保温15min和700℃保温15 min两种熔炼工艺条件下,AM60B-3Sr合金的铸态组织中都有Mg17Al12共晶相,未发现有锶化物新相形成;在730℃保温15min熔炼工艺条件下,合金的铸态组织由α-Mg枝晶和沿枝晶界分布的层片状α-Mg+Sr5Al9共晶组成;在735℃熔炼时,随保温时间的增加,共晶组织的数量增加,晶粒尺寸减小.     

压铸工艺对AM60B合金热裂纹的影响

分析了AM60B合金热裂纹形成的机制，讨论了压铸工艺对AM60B合金热裂纹的影响。结果表明，在合金成分和铸件形状不变的情况下，通过调整压铸工艺参数，当浇注温度680℃、模具温度180℃、压射速度3．0m／s、压射比压75MPa时，可以使铸件出现的裂纹最小。     

触变成形AM608镁合金组织研究

采用OM、SEM、EDS、XRD对触变压铸AM608镁合金组织进行了分析,结果表明:触变压铸AM608镁合金组织由球状初生α-Mg颗粒(α1)与颗粒间的二次凝固组织组成.AlxMny相以颗粒状分布于二次凝固组织中.二次凝固过程主要分为三个阶段:二次凝固初生α-Mg相依附生长(α2),二次凝固α-Mg相的独立形核生长(α3)及共晶相的形成.二次凝固初生α-Mg相依附生长呈两种形态:一是形成初生α-Mg颗粒边缘不规则"锯齿"状二次凝固初生α-Mg相或"次α-Mg"(α3),二是在初生α-Mg颗粒边缘及初生α-Mg颗粒内"液池"周围形成"晕圈".α3相形成细小的等轴枝晶状,共晶反应产生显著的"骨骼"或"岛"状离异共晶β-Mg(17)Al(12)相.此外,在β-Mg(17)-Al(12)相附近还发现少量凌乱层片共晶.     

2024铝合金粉末选区激光熔化成形工艺研究

采用自主研发的金属增材制造设备对2024铝合金粉末进行了选区激光熔化成形,研究了不同工艺参数下该合金的显微组织及室温拉伸性能。结果表明,激光功率为260 W,扫描速度900 mm/s,扫描间隔0.12 mm时,2024铝合金显微组织细小,结构致密,抗拉强度为372 MPa,伸长率为6.1%,具有较高的室温力学性能。     

含Sr、Y和Nd的AM60B镁合金浇注与性能研究

为了提高镁合金的抗高温蠕变性能,把元素Sr和稀土元素Y、Nd加入到AM60B中,采用覆盖剂保护熔炼制备较为致密的AM60B及AM60B (Sr,Y,Nd)合金试样.Sr和稀土元素Y、Nd使AM60B的室温力学性能得到改善.     

真空条件下Nd对AM60镁合金组织与性能的影响

研究了稀土Nd对AM60镁合金组织的影响,并分析析出相及其对合金力学性能的影响.结果表明,在AM60合金中加入稀土Nd元素能有效地细化合金组织,使Mg17A112相分离变细;Nd元素优先与合金中的A1元素反应生成二元高熔点A111Nd3相:适量的稀土Nd能有效提高合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率;过量的稀土Nd则会消耗合金中更多的A1元素和导致A111Nd3相粗化,使合金的力学性能下降;力学性能测试结果表明,AM60-0.9Nd具有最高的抗拉强度(230 MPa)、最高的屈服强度(127 MPa)和最高延伸率(14%),分别比基体合金提高28%、48%和250%.     

Si、Ca对AM60合金时效析出过程的影响

研究了Si、Ca合金化对AM60合金时效析出过程的影响。结果表明:经固溶时效处理后,AM60合金以晶界非连续脱溶方式为主析出β-Mg_(17)Al_(12)相;加入硅钙合金后,形成Mg_2Si相。部分在晶界处形成的Mg_2Si相减少了β相在晶界形核的位置;晶内形成的Mg_2Si相对Al原子向晶界上β相扩散也起到一定阻碍作用,从而减缓了晶界的非连续脱溶析出,使析出相β变得细小。     

浇注和铸型温度对AM60B合金性能的影响

在适宜的压射速度和压射比压下，研壳了浇注温度和铸型温度对压铸镁合金AM60B组织与性能的影响。实验结果表明：在其他工艺参数一定时，浇注温度、铸型温度变化对压铸镁合金AM60B组织与性能有较大的影响；当压射速度为3.0m／s，压射比压为70MPa，浇注温度为685℃，铸型温度为200℃时．压铸镁合金AM60B可以获得力学性能较好的铸件。     

AM60B镁合金的Al5Ti1B细化工艺研究

研究了不同处理参数下,A15Ti1B对AM60B镁合金的细化工艺.结果表明:当加入0.3wt％细化合金,在780℃保温30min后浇注时,AM60B合金平均晶粒尺寸由348 μm变为73 μm.由于TiB2与α-Mg晶粒错配度相差较小,异质核心促进镁合金形核,从而细化合金,随着细化温度和时间的变化,晶粒的细化效果又有所不同.