激光熔覆合金粉末的制粒方法

激光熔覆合金粉末的制粒方法宋武林，朱蓓蒂，吴新伟，崔昆，罗慧清（华中理工大学，武汉４３００７４）激光熔覆作为一种新颖而具有应用潜力的材料表面改性新工艺，已被人们所关注。激光熔覆的第一步是熔覆合金粉末的供给。据目前报导，供给方法有两种：一种是预置粉末法...     

40Cr钢研钵表面激光熔覆

本文介绍对40Cr钢制研钵的表面进行激光熔覆的试验方法,并验证了40Cr钢制研钵经过激光熔覆后,提高了研钵的表面硬度、耐腐蚀性等,可以达到贵重硬质合金制研钵相当的使用性能。     

一种基于 Ni60 的激光熔覆耐磨合金粉末设计

针对Ni60合金粉末进行了成分设计优化,通过添加WC提高耐磨性,调整B和Si元素以及WC含量控制熔覆层的开裂敏感性,并进行了工艺验证,形成了激光熔覆专用耐磨合金粉末。结果表明:设计的新粉末经激光处理后,可获得无明显裂纹而微观裂纹少的较高质量熔覆层,熔覆层的开裂敏感性减小,耐磨性明显提高。     

In625镍基合金粉末激光熔覆参数研究

为了确定在ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢板上激光熔覆In625镍基合金粉末的最佳生产工艺参数,采用响应曲面分析法设计并开展一系列的激光熔覆参数实验,并利用Desigh-Expert软件中Response Surface模块对最终数据进行方差定量分析。通过金相显微镜对多道搭接熔覆试样的表面形态和横截面组织进行了观察和定性分析,从而确定熔覆工艺的最佳参数组合。结果表明,在维持送粉量不变的条件下,熔覆层高度对激光功率与扫描速度的响应都比较明显;熔覆工艺的最佳参数组合为激光功率2000 W,送粉量84 g·min?1,扫描速度5 mm·s?1,在此参数下获得的熔覆试样具有高质量的熔覆层,无气孔和裂纹,且表面光滑。     

激光熔覆铁基合金粉末修复高速列车车轮磨损研究

针对高速列车车轮踏面磨耗问题,利用5 kW横流CO2激光器,采用预置铁基合金粉末法,对车轮钢表面进行激光熔覆修复研究。通过选择合适水平的正交试验,确定了高速列车车轮钢表面激光熔覆铁基合金粉末的最优工艺激光功率、离焦量、扫描速度分别为:2.5 kW、20 mm和5 mm·s-1;采用扫描电镜(SEM)、自动转塔数显显微硬度计、摩擦磨损试验机、微机控制电子万能试验机对合金化涂层的显微组织、性能及界面结合强度进行性能测试。结果表明,通过激光熔覆制备的合金化涂层与车轮钢基体形成冶金结合、组织均匀致密,合金化涂层硬度从车轮钢基体到表面呈梯度分布,由基材的246 HV提高到326.5 HV,相对耐磨性为1.33,界面结合强度达到163.91 MPa。     

激光熔覆工艺对铁基合金熔覆层耐蚀性影响的研究

采用不同熔覆工艺进行了铁基粉末的熔覆试验, 结果表明, 随着熔覆功率的增大, 熔覆层组织逐渐变粗大, 耐蚀性下降。 通过腐蚀位置组织结构观察发现, 腐蚀沿晶界从熔覆层表面向内部发展, 并逐渐向晶粒内部发展。 枝晶间的硼化物成分组成改变及碳化物在冷却过程中析出造成基体进一步贫铬, 是熔覆层耐蚀性下降的主要原因。     

45钢激光熔覆镍基合金组织及性能研究

采用横流CO,激光器在45钢表面激光熔覆了一层镍基合金涂层,研究了激光加工工艺对熔覆层组织、性能的影响。结果表明：熔覆层宏观质量良好;熔覆层与基体形成了良好的冶金结合;熔覆层组织均匀致密并呈现出垂直于界面的定向凝固特征,从结合区到表面依次为平面晶、胞状晶、粗大枝晶、细小枝晶等;熔覆层显微硬度与绝对比能量有关,其值为12时有最大硬度,可达610．6HV,为基体硬度的4倍。综合考虑各影响因素并进行正交分析得出结论：送粉率7．1g／min、扫描速度2．5mm／s、激光功率3000W时为最佳工艺参数。     

激光熔覆速率对熔覆层显微组织及耐磨性的影响研究

分别采用高速和常规的熔覆速率,进行了高硼不锈钢合金粉末的激光熔覆试验.试验结果表明,相同功率条件下,熔覆速率对组织的影响较大.熔覆速率越快,枝晶尺寸越细小.高速激光熔覆下,熔覆层晶粒尺寸可达1～2μm,且组织更均匀.高速激光熔覆制备的熔覆层中奥氏体含量偏高,从而熔覆层的耐磨性能有所下降.     

激光熔覆技术的研究现状

总结了激光熔覆技术的特点和发展现状，从激光与金属的相互作用和熔覆过程的物理化学现象阐明了该技术的理论基础，并分析了该技术的影响因素，指明了这一步发展该技术必须首先解决的几个问题。     

不锈钢表面激光熔覆镍基合金层研究

采用多层多道搭接的激光熔覆方法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面上分别熔覆两种镍基合金涂层.1#合金涂层的硬度在HRC34左右,无开裂;2#合金涂层的硬度在HRC47左右,易开裂.采用硬度较低的1#合金涂层作为过渡层成功解决了2#合金涂层的开裂问题,成功制备出大面积较厚涂层.经光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)分析可知,大面积熔覆层的表层主要由γ-Ni枝晶、块状γ-Ni和M12C型碳化物增强相组成.显微硬度测试表明,表层平均硬度达HV0.2583,自熔覆层表层至基体,显微硬度逐渐降低.     

激光功率对Fe基复合熔覆层中TiC形态及性能的影响

采用激光熔覆技术在高锰钢基材上制备了不同激光功率下的Fe基复合熔覆层,研究了不同激光功率对熔覆层中Ti C形态及性能的影响。试验结果表明,熔覆层组分包含奥氏体和TiC,随着激光功率的增加,TiC析出相由单一颗粒状转变为梅花状、蕨状及颗粒状的组合,晶粒尺寸增加,熔覆层硬度和耐磨性逐步提升。     

“双层金属布”硬质涂层耐磨性能的研究

对复合在钢基体上的WC-Ni-Fe-Co系“双层金属布”硬质涂层的相对耐磨系数ε进行了测定,对比耐磨件是HRC60的高速钢,实验采用磨粒磨损和摩擦磨损,实验结果表明WC-Ni-Fe-Co系“双层金属布”涂层耐磨性明显优于高速钢（HRC60）,涂层耐磨性主要与WC相含量有关。     

Tribological properties of FeCoCrNiAlBx high-entropy alloys coating prepared by laser cladding

FeCoCrNiAlBx(x=0, 0.25, 0.50, 0.75) coatings were prepared by laser cladding to study the effects of boron on the structure and properties of high-entropy alloys coatings.The microstructure, microhardness, and wear resistance properties of the samples were investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, metallographic micro-hardness test, and friction-wear test, respec-tively, and the mechanism of the wear behavior was also analyzed.The results showed that the high-entropy alloys consisted of BCC phase and eutectic structure, which contained FCC phase and M2 B. With boron addition, the content of BCC phase increased while that of eutectic structure decreased. The wear resistance of the high-entropy coatings was considerably improved with increasing addition of boron, and accordingly, the FeCoCrNiAlB0.75 coating showed the best wear resistance.     

激光熔覆无碳Fe-Co-Mo高速钢涂层的组织结构与性能

用水雾化合金粉末为原料,通过同步送粉式激光熔覆技术在40Cr基材上制备无碳高速钢涂层,对涂层的显微硬度、红硬性和抗回火稳定性进行测试和分析,研究工艺参数对涂层形貌及硬度的影响。结果表明,在适宜的参数下能够在基材表面获得无宏观裂纹和气孔的无碳高速钢涂层。涂层致密度高、稀释率低,与基体呈现出良好的冶金结合。涂层熔覆态下显微硬度(HV0.2)达到700,经过600℃下1 h时效后,涂层硬度(HV0.2)明显提升至900。经过4次600℃保温1 h的时效后,涂层硬度(HV0.2)保持在800。此外在600℃保温30 h的长时间回火后,涂层仍然可以保持硬度(HV0.2)达750,相较于常规高速钢ASP2030以及热作模具钢H13具有更加出色的抗回火能力。     

粉末冶金法制备核燃料包壳FeCrAl合金研究进展

燃料包壳是核反应堆安全运行的重要保障。福岛核事故后,国内外开展了大量新型事故容错燃料包壳的研发工作。由于具有抗高温氧化和高强度等优异的综合性能,FeCrAl合金已成为新一代事故容错燃料包壳的重要候选材料之一。经过多年积累,核燃料包壳FeCrAl合金的设计和制备研究已取得一定进展。利用粉末冶金方法制备性能更为优异的氧化物弥散强化FeCrAl合金前景广阔,受到国内外学者的广泛关注。本文综述了核燃料包壳FeCrAl合金的成分设计、熔炼制备和粉末冶金制备的研究现状,分析了不同方法制备合金的组织性能及存在的问题,对未来核燃料包壳FeCrAl合金的设计和制备进行了展望。     

Study of dilution in laser cladding of a carbon steel substrate with Co alloy powders

High power diode laser with coaxial powder injection was used to deposit single tracks of cobalt alloy on to a carbon steel plate in order to study dilution. Two different methods to evaluate dilution are proposed and validated: dilution results to be proportional to the average percent or iron present in the clad. To study the correlations between dilution and processing parameters, clads were produced in different processing conditions. Dilution is correlated with the specific energy, and equation to estimate the average iron contamination of the clads was found. ‘Trial and error’ method was applied to improve this estimation. A statistically better prediction of the iron contamination is obtained when the combined parameter P^2.5/F⁴ is used. Dilution influences clad microstructure and thus hardness of the final coating, which decreases on increasing dilution. Phase distribution is also affected by dilution, Fe and C contamination stabilises α-fcc phase.     

注射成形低合金钢支持块零件的研究

以元素粉为原料，研究了利用注射成形技术生产低合金钢支持块的工艺。选择了一种流变性能良好的蜡基多聚物粘结剂体系，并在注射料的热分析结果基础上制定了相应的脱粘工艺；采用ANSYS软件模拟分析了注射充模过程中产生的缺陷并理论上得到了解决方法；将样品在分解氨气氛中于1280℃烧结2h，得到了抗拉强度为481MPa，伸长率为13％的高性能产品。     

激光表面熔覆技术进展

文章多方位对激光熔覆工艺特点、涂层材料体系和组织形貌特征进行分析,并对其研究走向予以展望。     

添加剂对转炉污泥铁粉末包覆铜的影响

用正交试验研究了添加剂对铜包铁复合粉末镀层性能的影响.结果表明:添加剂对镀层质量的影响由强到弱依次为:乙酸钠、十二烷基硫酸钠、丙烯基硫脲、聚乙二醇;添加剂的最佳加入量是:乙酸钠15 g/L,丙烯基硫脲0.5 g/L,十二烷基硫酸钠1 g/L,聚乙二醇5 g/L;在此条件下能得到与基体结合良好且包覆完整的连续镀层.用该工艺生产的Cu/Fe复合粉末基本能够满足用户的要求,用该复合粉末制造的含油轴承性能指标达到:密度5.9～6.6g/cm3,含油率≥18%,压溃强度≥212MPa,硬度Hv60～100.     

基于激光熔覆TiC/TiB2的钛合金表面组织及性能研究

在钛合金表面激光熔覆制备TiC/TiB₂复合涂层,分别采用SEM、显微硬度计和摩擦磨损设备分析了TiB₂+15%TiC复合涂层的微观组织和硬度、摩擦磨损性能。实验结果表明：涂层上部组织主要由粗大的TiB₂树枝晶和少量白色颗粒状的TiC/TiB共晶组织组成,涂层中部组织主要由棒状型、细针状型的TiB₂相和小块状的TiC相组成,涂层下部则由树枝型、块状TiB₂相、较大的片状TiC相和少量的小层片状金属间化合物TiAl组成。由测试结果可知,涂层硬度(960HV_0.2)约为基体的(350HV_0.2)的2.7倍。涂层的耐磨性能显著提高,涂层出现较少的剥落、细小磨痕和颗粒碎屑,基体表面主要是犁沟式的磨损。涂层的磨损量为1.132 mg是基体(5.342 mg)的20%。