铸铁表面激光熔覆1725/WC复合涂层工艺参数优化

采用激光熔覆技术在铸铁表面制备了1725/WC复合涂层,利用正交试验考察了激光功率、扫描速度及送粉率等因素对熔覆层稀释率和硬度的影响。结果表明：各因素对熔覆层稀释率影响的主次顺序为激光功率>送粉率>扫描速度。对熔覆层表面显微硬度影响的主次顺序为送粉率>激光功率>扫描速度。最优工艺参数为激光功率2 000 W,扫描速度15 mm/s,送粉率10 g/min。按最优工艺制备的1725/WC复合涂层成形质量较好,WC分布较均匀,熔覆层的平均硬度(HV0.2)为483.0。     

宽带激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响

用金相检测法和能量平衡方程,推导并计算了激光熔覆过程中单位质量熔覆材料的比能Er和单位时间实际输入比能Eh,合理地解释了粉末有效利用系数、熔覆层稀释率随工艺参数变化的规律。结果表明,在激光参数不变的条件下,稀释率随扫描速度和送粉速率的增加而减小;粉末有效利用系数随扫描速度和送粉速率的增加而加大。熔覆材料损失机制主要是由于过热引起的烧损。     

送粉式激光熔覆稀释率的分析模型及其影响因素

在分析送粉式激光熔覆过程中能量分配和粉末颗粒云对激光束衰减规律的基础上，通过建立能量平衡方程，推导出熔覆层稀释率与工艺参数、材料参数之间的定量关系表达式，系统分析了影响熔覆层稀释率的因素。结合相关的物理参数、工艺参数和金相检测的熔覆层宏观参数，用方程对稀释率进行了计算。与用金相法实际检测的稀释率相比，上述计算值虽高于实测值，但两者反映的规律是一致的，都客观地反映了激光熔覆工艺参数与工艺结果的关系，为熔覆工艺参数的优化、熔覆层质量的预测、评定和现场控制系统的设计提供了理论依据。     

激光加工参数对Al_2CoCrCuFeNiTi高熵合金涂层质量的影响

利用激光熔覆法制备Al2CoCrCuFeNiTi高熵合金涂层,研究激光加工参数对高熵合金涂层质量的影响。结果表明:当激光功率过小时,激光注入能量较少,涂层和基体不能形成良好的结合;当激光功率过大时,基体材料表面熔化过多,所得稀释率过大,造成涂层的性能下降。在保证涂层与基体结合良好的前提下,随扫描速度增大,显微组织变得细小均匀,耐蚀性变好。激光熔覆法制备Al2CoCrCuFeNiTi高熵合金涂层的最佳工艺参数为:激光功率P=2500W,扫描速度V=3mm/s,熔覆粉末厚度d=1.0mm,光斑直径D=4.0mm。     

送粉法激光熔覆工艺对不锈钢熔覆层微观组织结构与性能的影响

本文研究了送粉法激光熔覆条件下,最优化的激光熔覆工艺窗口及其对熔覆层性能的影响.结果表明,对于粒度范围为53～150μm的球形不锈钢粉,送粉法激光熔覆的最优化的工艺窗口为:功率2600 W、扫描速度8 mm/s、熔覆层厚度2.0 mm、搭接率50％.在此条件下熔覆层显微硬度最高可达721.68 HV0.2,为基体硬度的...     

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。     

送粉激光熔覆覆盖率的理论分析

推导出了送粉激光熔覆覆盖率的计算方程 ,利用金相法检测了熔覆层宏观参数并结合相关的物理参数 ,计算了激光熔覆的送粉有效利用系数和激光熔覆覆盖率。另外 ,系统分析了扫描速度和送粉速率对覆盖率的影响。结果表明 :覆盖率随扫描速度的提高而降低 ;随送粉速率的加大而提高     

送粉激光熔覆覆盖率的理论分析

推导出了送粉激光熔覆覆盖率的计算方程,利用金相法检测了熔覆层宏观参数并结合相关的物理参数,计算了激光熔覆的送粉有效利用系数和激光熔覆覆盖率。另外,系统分析了扫描速度和送粉速率对覆盖率的影响。结果表明：覆盖率随扫描速度的提高而降低;随送粉速率的加在而提高。     

基于双椭圆平面热源模型的FeCrNiMo 激光熔覆热力耦合数值分析

针对煤矿液压支架和海洋平台立柱的表面防护与修复的工程需求, 采用 FeCrNiMo 马氏体不锈钢粉末在 27SiMn 结构钢基体表面进行激光熔覆, 以改善基体表面的耐磨、 耐蚀综合性能。 本文旨在研究激光能量密度对 FeCrNiMo 熔覆层的截面特征及其开裂倾向的影响, 采用热力耦合有限元模拟方法, 基于双椭圆平面热源模型, 计算分析了 FeCrNiMo 不锈钢粉在 27SiMn 钢基板表面的激光熔覆过程中, 在不同的激光输入能量密度条件下, 熔覆层的温度场和应力场的演变过程。 并采用相同工艺参数进行激光熔覆实验, 通过稀释率（熔覆层横截面中, 母材熔化的面积与整个熔覆层横截面积的百分比） 和熔宽情况的对比, 以验证模拟结果的可靠性。 进而研究激光 能量密度对熔覆层稀释率、 熔宽及其开裂倾向的影响规律。 熔覆层的稀释率、 熔宽均随输入能量密度的增加而增 大, 当输入功率达到 3000W, 熔覆速度 6mm/s 时可获得较理想的稀释率和熔宽。 而熔覆层边缘的应力随输入能 量密度的增加而增大, 其开裂倾向增大; 而熔覆层中心线附近的应力随功率增大而有所降低。 在激光熔覆过程中 提高输入能量虽有利于增大熔宽, 提高熔覆效率, 但是同时增加了熔覆层的稀释率及其边缘开裂倾向。     

激光熔覆稀土陶瓷涂层进展

综述了激光熔覆稀土陶瓷涂层研究现状及其最新进展。介绍了激光熔覆工艺特点和影响因素,激光熔覆工艺包括粉末材料的加入方法和激光辐照加工。加入方法分预置法和同步送粉法,工艺参数包括光斑尺寸、扫描速度、熔覆道次、送粉量、涂层厚度和搭接量等。研究认为正确选择工艺参数是保证熔覆层质量和性能的关键。总结了稀土添加剂的强化作用机制,其主要作用为微合金化、净化晶界、细化晶粒、改善晶界状态、抑制柱状晶生长。对激光熔覆稀土陶瓷涂层研究的发展进行了展望。     

Rene95高温合金的激光快速成形

对Rene95高温合金的激光快速成形进行了实验研究.研究结果表明,成形过程中,单层熔覆厚度显著地受激光线能量和送粉量的影响,而单道熔覆宽度则主要取决于光斑的大小.成形件的微观组织由方向性强的细长树枝晶组成,各层之间形成致密的冶金结合.采用优化的激光快速成形工艺参数,制备了成形精度得到控制、无裂纹缺陷的Rene95高温合金力学性能试样.对固溶+时效热处理后的试样进行了力学性能测试.测试结果表明,成形件的室温强度指标已接近粉末冶金C级标准;室温塑性指标超过粉末冶金A级标准.     

激光选区熔化纯钨防散射栅格的工艺及性能研究

为探究激光选区熔化(SLM)成形纯钨防散射栅格的最佳工艺参数，研究了不同工艺参数对于栅格试样的表面粗糙度、熔道厚度、压缩力学性能以及钨实体试样致密度、微观组织的影响规律。研究发现，栅格试样的表面粗糙度会随着激光功率和扫描速度的增加而增加，过高的激光功率容易产生球化现象。此外，激光功率的增加以及扫描速度的减小都会使得熔道的厚度尺寸增加，在200 W激光功率以及500 mm·s^-1扫描速度工艺条件下熔道厚度最为接近100μm的预设值。压缩测试结果表明，纯钨薄壁栅格件的抗压强度会随着激光功率的增加以及扫描速度的减小而增加，且试样最大抗压强度达到了172 MPa。实体试样的致密度会随着激光扫描速度增加而减小，并且随着激光功率的增加先增大再减小，最终在375 W激光功率以及500 mm·s^-1扫描速度工艺条件下获得98.36%的最大致密度。其构建方向组织多为柱状晶粒，并且晶粒会随着激光功率的减小以及扫描速度的增加而细化。最后根据探究的工艺参数对栅格熔道形貌及厚度尺寸的影响规律，通过工艺优化，在210 W-600 mm·s^-1以及3...     

激光熔覆送粉量对17-4PH不锈钢基碳化钨熔覆层组织及性能的影响研究

以机械设备摩擦损伤区域的修复与再制造为背景,选取汽轮机叶片用料17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢作为研究对象,采用激光熔覆技术进行表面创新修复,在17-4PH不锈钢表面以不同的送粉量熔覆Ni和WC合金粉末,观察并测试熔覆层、熔覆层与基材交界处和基材的微观结构和成分分布,测试熔覆层的力学性能,在试验过程中分析熔覆过程中送粉量对涂层品质的直接影响。试验结果表明：在相同的激光功率（1 250 W）和送粉速率（10 mm/s）下,随着送粉量的增大,熔覆层的显微硬度增大。     

球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的组织与性能

为了研究球墨铸铁QT600-3表面激光熔覆钴基合金的组织和性能,本试验采用预置送粉法,利用6 kW CO_2激光器将粒度为46~106μm的CoCrW合金粉末激光熔覆到QT600-3基材表面,激光熔覆工艺参数为:激光功率P=3.0 kW、扫描速度V=350 mm·min~(-1)、光斑直径2 mm、搭接率1.5,三道次熔覆,熔覆层厚度约为3 mm,在熔覆过程中采用热量补偿方法对试样温度场进行调控。通过Olympus金相显微镜(OM)、Zeiss-Sigma扫描电镜(SEM)、X'Pert MPD Pro型X射线衍射仪(XRD)、MHV2000数显显微硬度计,分析了熔覆层横截面的显微组织、物相及硬度的变化规律。结果表明:熔覆层表面成形良好,无裂纹、气孔等缺陷;熔覆层分为熔化区、结合区和热影响区,熔覆层与基体冶金结合良好,主要由γ-Co(面心立方)过饱和固溶体以及碳化物CoC_x,Cr_7C_3等组成;熔化区由表层的树枝晶和内部的胞状晶组成,在热影响区发生了组织转变,形成了马氏体并且球状石墨部分溶解,直径变小。熔覆层硬度随着与球墨铸铁基体表面距离增加,呈现先快速增大,后平缓增加,最后在表层区域又快速增大,熔覆层的最高硬度达到HV0.21077,较球墨铸铁基体的硬度提高了4倍以上。     

扫描速度对钛合金NiCoCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响

利用激光熔覆技术在Ti6A14V钛合金基体上制备NiCoCrAlY高温防护涂层,提高钛合金基体的高温性能。采用激光功率1.2 kW,光斑直径1 mm,研究激光扫描速度对Ti6A14V钛合金熔覆涂层宏观形貌、稀释率、截面组织以及硬度的影响。研究表明,在相同激光功率和激光光斑直径的条件下,熔覆层的宏观形貌在400 mm·min-1时质量最优,熔覆层表面连续且平整,波浪起伏较小;随着扫描速度增加,激光能量减小,熔覆层的几何尺寸以及稀释率均逐渐减小,当扫描速度为500mm·min-1时,熔化的液体中杂质仍未完全逸出就冷却凝固,涂层与基体之间出现微裂纹、气孔等缺陷;随着扫描速度的增加,温度梯度不断减小,冷却速度不断增大,初生的枝状晶不断被打破,熔覆层组织致密均匀,晶粒细小,同时熔覆层的硬度逐渐增大。     

采用激光熔敷Ni—WC技术修复破碎辊的工艺研究

熔敷Ni—WC技术采用自重送粉法，在ZG35CrMo基体表面用圆光斑激光熔敷Ni—WC复合涂层，其过程中要严格控制激光功率、扫描速度、送粉量、光斑进给量及基材的温度。这种方法可有效地减少表面裂纹、气孔，并能降低基体材料对熔敷材料的稀释，有效地提高熔敷层的硬度和耐磨性，延长破碎辊的使用寿命。     

激光熔覆铁基涂层工艺参数的研究

以激光熔覆铁基涂层为研究对象,在MM-P2屏显式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损对比实验,分析了不同工艺参数下熔覆层形貌及熔覆涂层后磨损量的变化关系.结果表明:熔覆涂层后的表面硬度均在62HRC以上,远高于基体的硬度;熔覆层的形貌和质量主要影响因素是扫描速度,激光功率次之,并在此基础上采用能量密度进行表征,能量密度为60 J/mm2左右时的耐磨性最好,其最佳组合工艺参数为激光功率3.2 kW左右、扫描速度300 mm/min左右.激光功率过高,扫描速度过快都会导致熔覆层耐磨性能下降.      

激光参数和扫描策略对选择性激光熔化TC11合金成形性能的影响

采用选择性激光熔化技术制备了TC11合金试样,研究了激光参数和扫描策略对TC11合金成形性能的影响。结果表明:随着激光扫描速度的增加,合金表面黏附的金属球形颗粒增加,单道熔池宽度减小,试样表面变得粗糙。当激光扫描速度为0.6 m/s时,合金内部存在的孔隙为球形气孔;激光扫描速度大于1.2 m/s时,合金内部存在未熔不规则孔隙。随着激光功率的增加,单道熔池宽度增大,合金表面变得光滑;当激光功率不大于280 W时,样品内部存在极少量不规则未熔孔隙;激光功率为320 W时,样品内部存在极少量球形气孔。打印时采用每一层相对上一层旋转67°的扫描策略可以弥补上一层扫描时所造成的中心和边缘的高度差,避免高度差加大产生内部孔隙。为选择性激光熔化制备TC11合金选择合适的激光工艺参数和扫描策略提供了一定的参考依据。     

18Ni300模具钢激光选区熔化工艺优化及力学性能研究

优化激光选区熔化工艺, 制备18Ni300模具钢试样, 研究扫描速度和激光功率对模具钢力学性能的影响。结果表明, 当激光功率保持不变时, 随着扫描速度的增加, 18Ni300模具钢试样的相对密度和综合力学性能先增大后减小; 当扫描速度保持不变时, 随着激光功率的增加, 试样相对密度和综合力学性能逐渐增大; 能量密度在150 J·mm-3左右时, 试样的相对密度达到最高。激光选区熔化最优工艺参数是激光功率175W, 扫描速度400mm·s-1, 在此工艺参数下成形件的相对密度为99.58%, 抗拉强度、显微硬度和断后伸长率分别为1101 MPa、HV 348.4和6.44%。     

选区激光熔化成形工艺参数对Fe20Cr5Al合金致密度和力学性能的影响

采用选区激光熔化(selective laser melting, SLM)成形技术进行3D打印,制备用于汽车尾气净化器载体的Fe20Cr5Al合金材料,采用响应曲面实验设计,系统研究打印参数(激光功率、扫描速度和扫描间距)与打印件致密度的关系,获得SLM成形参数与致密度的关系模型以及成形参数与力学性能的关系模型,并获得最佳的SLM成形工艺参数。结果表明,SLM工艺参数对打印件致密度的影响程度按从大到小依次为激光功率、扫描速度、扫描间距;最佳的SLM成形工艺参数为:激光功率314.8 W、扫描速度1 700 mm/s、扫描间距0.06 mm,在此工艺参数下相对密度的预测值为99.74%,这与SLM成形实验结果的平均误差仅为0.16%,模型具有较高的可靠性,在优化工艺参数下的平均实际相对密度达到99.58%,抗拉强度为616.44 MPa,伸长率为1.513%。