激光熔覆层裂纹研究进展

为了揭示激光熔覆过程中裂纹的成因并采取有效措施对其防止,以其为获得性能优异的激光熔覆层提供依据。对国内外关于激光熔覆层裂纹研究现状进行了概括总结,提出了裂纹产生的原因及防止办法:合理地选择激光工艺参数及合理设计熔覆材料的成分和组织。     

镍基合金激光熔覆层的热裂纹及预防措施研究

分析了铸造镍基合金表面激光熔覆层热裂纹产生的原因和特点,探讨了传热变质剂对熔覆层结晶裂纹的抑制作用.     

激光熔覆Ni 基金属陶瓷复合涂层的裂纹研究

利用激光熔覆技术在中碳钢表面制备了不同涂层成分的原位自生TiB₂ / Ni 金属陶瓷复合涂层, 研究了涂层的开裂行为。结果表明: 当陶瓷相含量高时, 涂层中形成的裂纹主要有粘接金属基体中的穿晶裂纹、熔覆层边缘的高密度裂纹、金属基体与硬质陶瓷相界面上的微裂纹以及热影响区中结合界面附近的微裂纹等。涂层中的裂纹主要是由涂层材料与金属基体热膨胀系数不同而造成的热应力产生的, 组织转变应力也起了重要作用。当激光工艺参数及涂层成分配制合理时, 涂层质量良好。      

激光熔覆层开裂问题的研究现状

本文在总结国内外激光熔覆涂层开裂研究现状的基础上，深入分析了裂纹形成机理、影响裂纹敏感性的因素，并从工艺和材料等角度阐述了防止熔覆层开裂的措施；文中还提出了纳米抗裂的新思路，并且详细介绍了这方面研究的最新成果。     

激光熔覆层开裂影响因素的探讨研究

试验以Cr12MoV模具钢为基体,采用光学显微镜、电子显微镜和硬度测试等方法,对熔覆层、过渡层、基体的形貌和显微结构进行了检测和分析,探讨了激光熔覆处理后裂纹的形成原因及开裂方式,并针对有效预防开裂的措施提出分析和建议。     

激光熔覆与等离子熔覆的镍基合金熔覆层组织和性能对比

在低碳钢等廉价金属表面熔覆一层高强高韧或高耐蚀性的熔覆层可极大提高材料的使用性能及利用率,但是不同熔覆方法对熔覆层组织和性能可能会造成不同影响。利用激光熔覆和等离子熔覆技术分别在Q345基材表面熔覆镍基合金粉末,获得具有一定厚度的熔覆层。通过对2种熔覆方法获得的熔覆层进行微观组织、冲击韧性以及耐磨损性能对比分析可知,激光熔覆镍基合金的熔覆层组织细密,冲击吸收功略低于等离子熔覆试样,但稳定性优于等离子熔覆层,耐磨损性能及表面硬度明显优于等离子熔覆层。     

激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响

为了在工件表面获得最佳的熔覆层,以40CrNi2MoA钢为基材、Ni35和Ni25为粉末,采用不同工艺参数进行了激光熔覆,检测了熔覆层的组织结构,分析了其随熔覆工艺参数变化的规律,确定了最佳工艺条件。结果表明:采用最佳熔覆工艺修复工件可得到组织致密、无裂纹、无气孔的熔覆层;熔覆层与基体呈优良的冶金结合。     

激光熔覆金属陶瓷涂层材料对裂纹的影响及控制

在总结国内外激光熔覆金属陶瓷涂层开裂的研究现状的基础上,深入分析了裂纹的形成机理,阐述了涂层的成分和组织对裂纹行为的影响以及防止措施,为涂层材料的合理设计提供了依据,并展望了裂纹控制的发展前景.     

铸造镍基K3合金的激光熔覆开裂及工艺研究

研究了铸造镍基Ｋ３合金的激光熔覆过程，分析了原始组织及激光熔覆工艺参数对熔覆裂纹形成的及作用；探讨了使用激光熔覆技术对损伤的Ｋ３合金叶片进行修复的可能性。研究结果表明，Ｋ３合金中沿界分布的低熔点共晶及碳化物是引起激光熔覆开裂的主要因素，采用较高的功率密度和较快的扫描速度进行激光熔覆，可减少热影响区范围，明显地抑制熔覆裂纹的产生。     

镍基合金激光熔覆怪的热裂纹及预防措施研究

分析了铸造镍基合金表面激光熔覆层热裂纹产生的原因和特点,探讨了传热变质剂对熔覆层结晶裂纹的抑制作用。     

TC4抗氧化激光熔覆层的组织与性能实验研究

为改善TC4钛合金的高温抗氧化性能,采用激光多层熔覆成分梯度熔覆层的方法,获得了与基材冶金结合良好、无明显缺陷、以化合物相为主的抗氧化层,恒温等频氧化试验表明,熔覆层的抗氧化性能明显高于基材。     

激光熔覆与等离子喷焊WF218合金的组织和性能比较

气门密封面激光熔覆的工艺和性能研究较多,但激光熔覆的合金组织和性能与现在气门密封面生产应用的等离子喷焊合金的对比数据较少.为了推动激光熔覆技术在气门密封面生产中的应用,对目前应用的气门WF218合金进行了激光熔覆层与等离子喷焊层的对比研究.通过对同炉气体雾化生产的WF218合金粉末分别进行激光熔覆和等离子喷焊,对两者合金层研究结果显示,激光熔覆合金层更致密、组织更细小、成分更均匀、耐蚀性和耐磨性更好.根据研究数据,激光熔覆技术应用于气门密封面生产将进一步提高质量.     

激光熔覆粉末粒径对熔覆层成形控制的影响

目的 揭示激光熔覆过程中TiC粉末粒径及工艺参数对复合材料熔覆形貌的影响规律,实现熔覆层成形控制。方法 采用响应面法中心复合设计模块分析扫描速度、激光功率、粉末粒径对复合材料熔覆形貌的影响,建立工艺参数及TiC粉末粒径与复合材料熔覆层面积、熔覆层高度、熔覆层宽度之间的数学模型,通过方差分析和模型检验验证模型的准确性。结果 激光功率对复合材料熔覆形貌的影响不显著,粉末粒径对熔覆面积影响最为显著,熔覆层面积随着扫描速度的减小和粉末粒径的增大而增大;粉末粒径对熔覆层高度影响最为显著,熔高随着粉末粒径的增大而增大,随着扫描速度的降低而减小;扫描速度对熔覆层宽度的影响最为显著,熔宽随着扫描速度的增大而下降,随着粉末粒径的增大而增大。结论 以熔覆面积最大及熔宽熔高最大为优化目标,对比预测值与实际值,熔覆层面积、熔覆层高度、熔覆层宽度的误差率分别为6.81%,3.9%,7.7%。该研究成果为提高复合材料熔覆形貌的预测与控制提供了理论依据。     

耐磨耐蚀Fe基激光熔覆层的组织和性能研究

目的 采用同步送粉激光熔覆技术制备兼具耐磨与耐蚀性能的Fe基熔覆层,获取熔覆层的物相组织、硬度与耐蚀性,并研究热处理对熔覆层性能的影响。方法 采用Fe-B-C-Cr-Ni-Mo-Nb-V多组元合金粉末,在304不锈钢基体上制备Fe基耐磨耐蚀熔覆层,并模拟淬火加高温回火的热处理工艺,进行熔覆层热处理试验。采用XRD、SEM表征熔覆层的物相组成和微观组织,采用显微硬度计测试熔覆层的硬度,通过极化曲线和阻抗谱对熔覆层的电化学腐蚀性能进行测试。结果 所制备的激光熔覆层同基体具有良好的冶金结合,熔覆层物相包含奥氏体g相、马氏体α''相和Cr23(C,B)6相。熔覆层的微观组织为亚共晶结构,由尺寸细小的树枝晶和枝晶间层片状共晶组织构成,热处理后还形成了大量微纳尺度的析出相。激光熔覆层的硬度相对于基体硬度提高了2.5~2.7倍,热处理后试样最高硬度达521.4HV。激光熔覆层的自腐蚀电位为−0.428 V,腐蚀电流密度为1.41×10⁻⁵ A/cm²,热处理后的熔覆层自腐蚀电位降低,腐蚀电流密度增大,阻抗值明显减小,耐蚀性降低。结论 利用激光熔覆Fe-B-C-Cr-Ni-Mo-Nb-V多组元合金粉末可制备致密、无缺陷的Fe基熔覆层,细晶强化以及大量硬质共晶组织的存在使熔覆层的硬度得到显著提升。高Cr、Ni含量保证了熔覆层具有良好的耐蚀能力,淬火加高温回火的热处理工艺使熔覆层的硬度提升,但耐蚀能力有一定程度的下降。该Fe基熔覆层在耐磨耐蚀涂层技术领域具有较好的应用前景。     

离焦量对激光熔覆层组织及性能的影响

目的改善40 Cr钢表面性能,提高其表面硬度、耐磨性及耐蚀性。方法利用扫描电子显微镜、显微硬度计、磨损试验机、电化学测试系统等对激光熔覆层组织及性能进行观察和分析。结果离焦量越大,熔覆粉末及基体表面熔化深度越浅,通过控制适当的离焦量可以获得结合良好的涂层;离焦量为110 mm时,激光束的快热快冷作用能获得细小均匀的组织,细晶能保证较高的硬度,耐磨性及耐蚀性均较好。结论 40Cr钢经激光熔覆处理后可显著改善其表面性能,适宜的离焦量有利于获得最佳性能。     

工艺因素对激光熔敷层裂纹率的影响

研究了试板体积、熔敷层长度、搭接量、熔敷层搭接道数及压板拘束对熔敷层裂纹率的影响 ,结果表明随试板体积增大、熔敷层长度增加、搭接量增大和熔敷层搭接道数增多 ,熔敷层裂纹率升高。压板及冷却水的拘束作用也使熔敷层裂纹率升高。分析并比较了上述工艺因素作为熔敷层抗裂性判据的优劣 ,其中熔敷层道数对裂纹率影响更加直观、简便和准确 ,最终获得了评定熔敷层抗裂性优劣的最佳判据和补充判据。     

激光二次扫描熔覆涂层组织演变规律及数值模拟研究

旨在研究激光二次扫描工艺对熔覆层组织(晶粒大小和晶粒形态)的影响,以确定最佳激光二次扫描功率.本工作建立了激光熔覆和激光二次扫描的温度场,提取了熔覆层关键节点的热循环曲线,与实验验证相结合,分析了峰值温度和散热能力对涂层组织生长变化的影响规律.结果表明:无论是激光熔覆阶段还是激光二次扫描阶段,随着其峰值温度和散热能力沿熔池中心从结合区到熔覆层顶部方向逐渐提高,涂层组织由平面晶逐渐向胞晶、柱状胞晶、枝晶和等轴晶过渡,且随着激光二次扫描功率的提高,熔覆层晶粒呈增粗增大的生长趋势,其中激光二次扫描功率为1200 W和1500 W时表现尤为显著,且二次扫描功率过大时,会加大基材的熔化区域,提高涂层的稀释率.而相比之下,激光二次扫描功率为900 W时,晶体组织的粒度相对细小且可以避免稀释率的增加.此外,经激光二次扫描后,滞留在熔覆层中的气孔获得再次上浮和释放的机会,熔覆层表面未熔化的粉末颗粒得到了充分的熔化,变得更加平整、光滑且富有金属光泽,顶部疏松结构得到了显著的改善,这不仅提高了涂层质量,而且可以缩短后续的加工周期,同时也能够节省一定的熔覆材料.