陶瓷增强镍基合金激光熔覆涂层的研究

本文采用不同粒度和含量的ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３、ＷＣ等四种陶瓷增强材料添加在镍基合金中进行了激光熔覆试验。对两种ＷＣ陶瓷增强的镍基合金涂层进行了组织结构分析，对熔覆试样的变形规律进行了分析总结。     

激光熔覆镍基合金粉末最佳工艺参数的选择

在30CrMnSi表面进行了Ni-25粉末的激光熔覆试验。在保持保护气体流量不变的情况下,通过改变激光的功率和扫描速度,进行不同工艺条件下的单道激光熔覆试验。试验表明,当激光功率为1 500W,扫描速度为7mm/s时,熔覆层金相组织细小且无裂纹。     

激光熔覆Ni基合金的工艺和组织研究

用5kWCO2激光器在45钢基体上进行了自动送粉的熔覆处理。通过宏观和微观分析表明,只有综合工艺参数和送粉量符合一定条件时,才能得到良好的熔覆层。     

TiC量对激光熔覆金属陶瓷涂层的影响

研究了在２０钢表面激光熔覆不同ＴｉＣ量的金属陶瓷涂法,随着涂层中ＴｉＣ量的增加,金属陶瓷涂层组织特征发生变化,硬度增加。同时也使涂层热应力增加,导致涂层与基体润湿性差,结合强度降低。最后提出了改善界面结合强度的措施。     

镍基合金在激光熔覆再制造中的应用研究综述

激光熔覆技术是一种先进的表面工程技术,与其他常用的表面工程技术相比,具有涂层结合性能好、热影响区小、可控性高等独特优势,已成为了一种重要的再制造技术,并在矿山、冶金、化工、能源等领域关键零件的再制造中得到了成功的应用。镍基合金粉末因具有很好的耐磨性、耐蚀性、抗热疲劳性等特点,是在再制造工程中应用十分广泛的表面强化涂层材料。对激光熔覆再制造中利用镍基合金材料进行修复的重要工艺参数、材料、缺陷控制等方面的研究进展进行了综述分析,并对今后的发展趋势进行了展望。     

激光熔覆技术在零件修复上的应用

激光熔覆技术在20世纪后期逐步发展起来,国际上对此有着大量报道,其应用前景十分广阔,国内近两年也有了许多成功经验。 激光熔覆是一种新的表面改性技术,它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起快速熔凝,在基材表面形成与基材相互融合的且具有完全不同成分与性能的合金覆层。与传统修复方式相比这种技术有着如下几种独特优势。     

TiC颗粒增强镍基合金激光熔覆工艺仿真

通过有限元分析方法对不同激光功率、扫描速率以及光斑直径下TiC/Inconel 718复合材料制造过程中的热-力学特征进行了研究。通过线性组分公式确定复合材料的热物理性能参数,选用半球高斯热源模拟激光温度载荷,利用生死单元技术实现金属粉末增材过程。采用间接法进行激光熔覆热-力耦合分析,基于温度分析结果转换单元类型进行热应力计算。研究表明个工艺参数与温度、温度变化率及残余应力的变化存在一定的规律,且激光加工功率在225～250 W之间、扫描速度在1.0～1.5 mm/s之间、光斑半径在2.5～3.0 mm之间达存在最佳加工参数,可以达到较好的熔覆效果。     

铜表面激光熔覆镍基合金的显微组织与硬度

用超音速火焰喷涂方法在铜基体表面预置一层镍基合金涂层后,再用高功率密度的激光进行熔覆;用OM、SEM、XRD、显微硬度计对熔覆层进行了表征.结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,气孔、夹杂等缺陷明显减少;在熔覆层底部形成了高熔点、高密度钨相带,其显微硬度明显升高;熔覆层与基体的界面处有铜、镍互渗的冶金结合层形成,其厚度约为13μm;熔覆层的显微硬度是铜基体硬度的8倍以上.     

激光熔覆温度场的研究现状

介绍了国内外激光熔覆温度场的计算研究现状,分析了各种计算模型,找出了模型的不足之处,为今后正确模型的提出提供了一定的理论参考。     

镍合金激光熔覆层的组织结构分析

研究了镍-铬-硼-硅合金激光熔覆涂层的组织与相结构;测试了熔覆层的显微硬度,分析了激光熔覆层中的择尤取向问题,探讨了激光功率、熔覆道次对组织的影响。结果表明：激光熔覆层显微硬度值为400-500HV;熔覆层组织由枝状晶与等轴晶组成,其主要相结构是γ-Ni;不同激光功率下熔覆层存在不同程度的择尤取向,单层多道激光熔覆使择尤取向有所减弱。     

时效对激光熔覆Fe-Cu复合涂层的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分别对Fe-Cu激光熔覆涂层时效前后的组织和相结构进行分析,并利用显微硬度计测定了时效前后熔覆层的硬度分布。结果表明,Fe-Cu激光熔覆层为亚共晶组织,时效前后,其物相均由α-Fe、Cr23C6和Cr7C3组成,组织形貌并未改变。时效后从过饱和的α-Fe固溶体中析出了第二相,使涂层硬度得到提高。     

Ni-Cr-B-Si系合金激光熔覆——激光覆层的组织及性能

较系统的研究了Ni-Cr-B-Si系合金的激光熔覆层的组织及性能,并相应地探讨了合金粉末预沉积方式和熔覆工艺参数的影响。     

激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的组织及力学性能

研究了激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的微观组织及力学性能,结果表明：由于强化相的溶解,热影响区的硬度及强度降低,典型激光熔覆工艺条件下,扫描速度越快,热影响区越窄;熔覆层底部无平面晶组织,熔合区结合致密,化学成分一致,组织过渡平滑,熔覆层内部为枝晶组织,晶间有较多的Laves相,硬度较热影响区高;时效热处理后,热影响区及熔覆层的强度接近原始基材,界面区域力学性能过渡的平滑性改善。     

45钢表面激光熔覆Ni20合金粉末的组织及耐腐蚀性能研究

利用激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni20合金粉末熔覆层,通过SEM、XRD等方法分析表明研究涂层相及组织。利用CHI660B电化学测试系统,测试膜层及基体的开路电位及极化曲线,采用SY/Q-750型盐雾腐蚀试验箱,对熔覆层的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:熔覆层与基体形成良好的冶金结合;熔覆层组织具有定向凝固特征且晶粒生长方向垂直于界面;熔覆层主要由CrNiFeC,Fe3Ni2,Ni3Cr2等相组成;Ni20合金合金粉末激光熔覆层在3.5%NaCl盐雾中的腐蚀为局部点蚀,45钢为均匀腐蚀,熔覆层腐蚀速率仅为45钢的一半;电化学测试表明熔覆层的自腐蚀电位较45钢正移,具有更小腐蚀电流密度。     

高硬度多微孔小型零件激光表面精密熔覆钴基合金涂层提高耐冲蚀性能研究

高硬度多微孔小型零件的结构特点为其表面熔覆强化带来了较大难题。采用辅助工艺装置及同轴送粉激光熔覆方法对以阀座为代表的高硬度多微孔小型零件进行激光表面熔覆钴基合金涂层强化处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及激光显微镜等分析、测试仪器对激光熔覆层宏观形貌、微观组织及显微硬度进行表征,采用燃油喷射试验台对激光熔覆及未熔覆处理阀座使用寿命进行对比考核测试。结果表明,采用纯铜辅助工艺装置,在保证熔覆层良好成形的同时,避免了高硬度小型零件在激光熔覆过程中烧蚀、高温回火等现象的产生,有效解决了小型零件激光熔覆难题。采用镶嵌碳棒的方法有效地解决了熔覆层堵塞微孔的难题。激光熔覆后的钴基合金涂层主要由γ-Co、CoCx、Cr23C6、W5Si3等相组成,微观组织表现为由枝晶及共晶组成的亚共晶组织。熔覆层与基体之间形成了良好的冶金结合。激光熔覆处理后的阀座表面耐油流冲蚀性能明显增强,使用寿命提高40%。     

Nb/NbCr2合金表面激光熔覆抗氧化涂层的研究进展

高强高韧Nb/NbCr2合金较差的高温抗氧化性限制了其作为高温结构材料在1 200℃以上的应用进程,本文对NbCr2基合金的高温抗氧化性的研究现状及其高温抗氧化涂层的研究进展进行了综合评述,着重介绍了激光熔覆纳米陶瓷抗氧化涂层存在的问题及发展趋势,并就今后发展方向提出了看法。     

激光熔覆裂纹问题的研究

综述了激光熔覆裂纹研究的现状,系统地描述了激光熔覆裂纹的形成原因及应力分布状态,归纳了目前改善工艺（熔覆工艺参数、预热处理和熔覆后续处理）、设计合金覆层成分（控制B和Si含量、调整或添加合金粉末中的合金元素）和从基体入手来防止裂纹的方法,对解决裂纹问题提出了一些建议。     

G112合金激光熔覆层与A3钢基材间结合强度的研究

用大功率激光器在A₃钢表面涂敷一层具有优异性能的G112合金层。其结合强度是评价熔覆层质量的关键指标。本文主要试验研究了激光熔覆层与基材间的结合强度。结果表明,G112合金激光熔覆层与A₃钢基材间冶金结合强度高于熔覆层的抗拉强度,其抗拉强度大于90MN/m²。     

激光熔覆与激光-感应复合熔覆WC-Ni60A涂层的结构与性能特征

对单纯激光熔覆与激光-感应复合熔覆Ni60A+35%WC涂层的几何外形、稀释率、WC颗粒分布、显微组织与抗干滑动磨损性能进行对比分析。结果表明,单纯激光熔覆的最大激光扫描速度与最大送粉量仅为600 mm.min–1与25 g.min–1,当激光-感应复合熔覆采用相同的工艺参数时,复合熔覆层的宽度、热影响区、稀释率均大于单纯激光熔覆层,厚度却小于单纯激光熔覆层,WC颗粒与析出的碳化物不均匀地分布于复合熔覆层内,复合熔覆层的抗干滑动磨损性能比单纯激光熔覆层的差。但是,激光-感应复合熔覆的最大激光扫描速度可以提高到2 200 mm.min–1,最大送粉量可以提高到75.6 g.min–1,加工效率是单纯激光熔覆的3倍多,复合熔覆层内WC颗粒分布均匀,经检测无裂纹且稀释率仅为5.2%,抗干滑动磨损性能约是单纯激光熔覆层的1.42倍。