激光熔覆成形金属零件中微裂纹的减少和消除

激光熔覆成形技术是近年来发展起来的一种新的快速原型制造技术,该技术将快速原型制造技术和激光熔覆表面强化技术相结合,既保留了快速原型制造技术中能够快速制造复杂零件的特点,又具有成形零件性能优良、组织结构致密的优点,是快速原型制造技术中一个重要的发展方向.激光熔覆成形技术的一个亟待解决的问题是成形零件中的微裂纹问题,通过理论分析激光熔覆成形技术和激光熔覆表面强化技术之间的区别,找到了减少和消除激光熔覆成形金属零件中产生微裂纹的一个突破点,这就是激光熔覆成形中的基体材料.对多种基体材料及其预热温度和多种合金粉末材料进行了试验研究,重点研究基体材料对激光熔覆成形零件过程中微裂纹的影响,获得了激光熔覆成形的金属试样.通过理论分析和试验研究,得出以下结论在适当选择基体材料及其预热温度和合金粉末的条件下,完全能够减少和消除激光熔覆成形过程中产生的微裂纹.     

激光熔覆裂纹产生机理及控制方法分析

激光熔覆是利用激光辐射使熔覆材料和基体表面同时熔化并快速凝固、从而显著改善基体材料物理性能的一种新的工艺方法。熔覆工艺的选择不当会使熔覆层产生裂纹,降低熔覆制件抗疲劳的能力。本文研究了高能激光束和材料的作用特点以及熔覆层的应力类型,分析了熔覆层裂纹的形成机理,建立了热应力的计算模型,从熔覆材料和基体材料的选择、数值模拟技术预测以及利用熔覆层应力的作用特点改进熔覆工艺三个方面阐述了裂纹的影响因素和控制方法。     

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.     

高频微锻造对激光熔覆CoNiCrWC复合涂层开裂行为的影响

选用5kW横流CWCO2激光器,以熔覆CoNiCrWC复合涂层为研究,通过自制的微锻造机构,在激光熔覆的同时进行高频微锻造作用熔覆层。利用金相显微镜观察涂层裂纹形貌,SEM观察微锻造对激光熔凝层表面组织及开裂行为的影响。结果表明:高频微锻造可使激光熔覆表面合金层产生塑性变形,激光熔覆层特有的明显而规则枝状结晶组织被锻碎,激光熔覆层的开裂行为明显好转。     

激光功率对熔覆Ni基涂层性能的影响

为提高45号钢表面硬度和耐磨性,可以在45号钢的表面采用激光熔覆技术熔覆合金涂层提高其表面性能。镍基合金熔覆层硬度高、耐磨、抗腐蚀、抗弯曲、可以在极端环境下具有稳定的性能,但在激光熔覆层中易产生裂纹。为改善45钢表面性能,在相同的扫描速率下采用不同功率在其表面激光熔覆制备了Ni基(Ni60)复合涂层,对不同激光功率熔覆层的性能检测使用金相显微镜、显微硬度仪、扫描电镜。结果表明:随着激光功率的增加,表面粗糙度变大,熔覆层的宽度、高度、基材的熔化深度都有一定程度的增大,裂纹出现趋势减小。在45号钢上熔覆Ni60合金粉末可以提高基材表面显微硬度,熔覆层显微硬度高出基材显微硬度约700HV,激光熔覆技术在一定范围内可以实现对基材的表面硬化。     

激光熔覆技术的工艺过程及应用

激光熔覆技术是一种材料表面改性处理的新技术,具有广阔的应用前景。本文首先介绍了激光熔覆层的成形状况,对熔池成分的均匀化机理进行了分析,针对熔覆层容易产生裂纹的缺陷,从技术层面提出了解决和缓解的办法。阐述了激光熔覆工艺过程中合金粉末和保护气体的选择原则、合金粉末的供给方式、激光工艺参数的预定以及合金粉末和激光工艺参数的优化流程。简述了激光熔覆技术在零件表面修复、汽车、航空航天和生物医学等领域的应用状况,最后指出激光熔覆技术在今后进一步的研究重点。     

激光熔覆成形试验研究及结果分析

进行了以Ni基合金粉末、316L不锈钢合金粉末为熔覆材料的激光熔覆成形试验,得到了组织致密无缺陷的金属零件;针对激光熔覆中的裂纹问题,进行了Ni基合金粉末单道、多道和梯度材料熔覆过程的裂纹试验,分析了材料成分对裂纹产生的影响;进行了超声振动下的激光熔覆试验研究,初步结果表明,在熔覆过程中引入超声振动不仅可细化熔覆层的组织,还可有效提高熔覆层的硬度.     

微锻造作用下激光熔覆实验研究与建模分析

激光熔覆是利用高能束激光热源辐射熔覆层和基材表面,使之熔化并迅速凝固,从而显著改善基材性能的一种新的工艺方法.由于熔覆层和基材的物理特性不一样,激光熔覆过程中必然产生热应力,其形态表现为拉应力.熔覆层表面在拉应力的作用下出现裂纹,严重影响了试件的质量.通过实验与建模,分析了熔覆层的应力类型,阐明了裂纹的形成机理,同时对试件进行预热和对熔覆层作微锻造处理,从机理和数学模型两个方面,论证了对熔覆层进行微锻造可以减少或消除熔覆层的拉应力,控制裂纹的产生.     

激光熔覆层的缺陷成因及控制方法

激光熔覆技术是一种新型的材料表面改性技术,但熔覆过程中熔覆层很容易形成裂纹、气孔、熔覆层氧化烧损、基体的变形、熔覆层表面不平度、熔覆层间结合不良等缺陷。为了提高熔覆层的质量,着重分析了各类熔覆层缺陷的成因,提出了新的工艺方法和防止缺陷产生的措施,为今后激光熔覆技术的广泛应用,提供一定的指导和参考;同时展望了该技术的发展前景。     

浅析激光熔覆高速钢刀具制备工艺过程

刀具表面强化处理是提高刀具耐磨性及其使用寿命的重要途径之一.将激光熔覆技术的优势和切削加工对高速钢刀具的使用要求结合起来,分析了激光熔覆改善高速钢刀具性能的可行性和经济性,研究了激光熔覆制备高速钢刀具的工艺流程,针对熔覆过程中出现的主要问题,如合金粉末的研制、激光工艺参数的优化和熔覆层裂纹倾向等进行了探讨并给出了具体的...     

激光熔覆技术防开裂对策探讨

综述了激光熔覆技术的特点、熔覆裂纹产生的原因、抑制熔覆开裂的方法。     

超声辅助激光熔覆技术研究现状

激光熔覆技术是集光学、机械学、冶金学、计算机学等为一体的新兴材料表面改性与零件加工技术,广泛应用于复杂零件的修复和直接制造,应用前景广阔。由于激光熔覆技术快热速冷的特点,易产生变形开裂和气孔夹杂等问题,而采用超声辅助激光熔覆技术可显著改善熔覆质量,因此超声辅助激光熔覆成为国内外研究的热点。本文综述国内外学者对于超声辅助激光熔覆作用机理的研究进展,在简要介绍超声辅助激光熔覆技术工作原理和技术特点的基础上,阐述了超声振动引起的空化效应、声流效应、机械效应等非线性效应对均化激光熔覆层材料、细化晶粒、抑制裂纹和改善熔覆层性能的作用机制,讨论超声最优施振方式,并对其发展和应用进行展望。     

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。     

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.     

激光熔覆修复挤压模具技术研究

研究了一种激光熔覆修复挤压模具技术,其特点是采用激光熔覆的方法和专用铁基碳化钨合金粉末对模具的破损部位进行修复。应用本技术对破损的H13钢铝型材挤压模具进行了激光熔覆修复,得到了表面较平整与光滑、无气孔与裂纹的金属陶瓷层,大大提高了H13钢铝型材挤压模具的硬度。     

球墨铸铁的激光熔覆研究

常温下采用激光熔覆工艺修复球墨铸铁工件,存在熔覆层裂纹的问题。采用镍基合金能够改善裂纹情况,但基材界面裂纹问题依旧无法得到解决。因此,采用预热+后热的热处理工艺,消除了激光熔覆的裂纹问题,获得良好的熔覆层,恢复了球墨铸铁工件原有尺寸,提高了表面的综合性能,延长工件的使用寿命。     

铜合金表面激光熔覆研究现状

为了提高铜合金的表面耐磨性能,激光熔覆技术已被用于铜合金的表面处理;总结了铜合金表面激光熔覆的特点,评述了铜合金表面熔覆材料体系的研究现状和激光熔覆技术工艺,分析了熔覆层的表面性能,阐明了铜合金表面激光熔覆存在的主要问题和相应改进途径,并提出了今后的研究方向。     

激光熔覆成形预热基板设计及试验研究

为了降低激光熔覆成形过程中熔覆层热应力和减少裂纹的产生,以热传导理论和激光快速成形理论为依据,进行了预热基板的结构和控制设计;并进行了不同预热温度下单道熔覆和平面熔覆的试验研究.结果表明,通过智能PID控制器可对预热温度进行良好控制,通过热电偶温度采集模块可以实现对基板预热温度的连续、实时检测;在基板预热条件下进行激光熔覆成形可以显著改善试样的成形质量,并有效降低成形过程的热应力,减少了熔覆层裂纹的产生.     

激光熔覆修复轴颈过程中气孔与裂纹研究

采用激光熔覆对电厂转动设备轴颈磨损进行修复,熔覆层常出现气孔和裂纹缺陷,影响修复质量。通过分析总结激光熔覆层气孔和裂纹产生的机理和类型;提出了减少和控制熔覆层气孔和裂纹产生的措施,从而有效改善激光熔覆层强度,提高轴颈修复质量。     

浅谈激光熔覆技术研究进展

激光熔覆是一种新的表面改性技术,利用高能密度的激光束使基材表面的熔覆材料与薄层一起熔凝,形成冶金结合的添料熔覆层.综述了国内激光熔覆技术的研究状况,概括性地分析了激光熔覆技术研究热点,比如直接制造技术和激光修复技术的优点和面临的问题,并总结对比了钢基体和铝合金基体的激光熔覆常用工艺参数.由于激光熔覆的高成本限制了激光熔...