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.     

超高速激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响

超高速激光熔覆技术与传统激光熔覆有所不同,可大幅提高熔覆效率,制备无缺陷的均匀薄涂层.为研究超高速激光熔覆主要工艺参数对熔覆层组织与性能的影响,采用超高速激光熔覆技术,分别以不同激光功率、熔覆速度、熔覆道间距在9Cr2Mo钢基体表面制备M2高速钢涂层,对熔覆层微观组织及力学性能进行表征.结果表明:熔覆层以细小等轴晶为主...     

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.     

铸铁CrMo表面激光熔覆Ni基高温合金粉末的磨损特性

采用激光熔覆技术在铸铁CrMo表面制备了Ni基高温合金熔覆层,采用SEM和晶相仪分析了激光熔覆层的晶相组织。采用回归正交试验方法,研究了基体和熔覆层在不同载荷和速度下的磨损特性。结果表明,熔覆层与基体形成良好的冶金结合,熔覆层组织致密,主要由树枝晶和共晶构成,熔覆层和基体材料的磨损机制为磨粒磨损;铸铁CrMo表面激光熔覆Ni基高温合金粉末可以提高表面的耐磨性能。     

矿用扁平链激光熔覆分层轨迹的研究

为了实现矿用扁平链的激光熔覆再制造修复,采用激光熔覆技术在扁平链表面制备铁基激光熔覆层,对熔覆层分层轨迹进行研究。首先通过3维扫描技术获取磨损链的3维点云数据,应用逆向工程和CATIA软件求取磨损部位的缺损模型,利用MATLAB软件进行分层算法仿真,根据求取的最佳熔覆方向与层厚进行熔覆试验。结果表面,熔覆层与基体结合良好,熔覆层硬度明显高于基体硬度,验证了分层算法的有效性,为同类型材料或链式结构的再制造修复提供参考依据。     

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。     

激光熔覆涂层零件在多冲载荷下的动态响应

多冲是工程中较为普遍的一种现象,激光熔覆涂层作为一种新型的表面强化技术应用于多冲目前还处于应用研究阶段.本文应用应力波理论,分析了弹性应力波在激光熔覆涂层与基体的冶金结合面上发生的反射与透射传播过程,为进一步研究激光熔覆涂层应用于多冲提供理论支持.     

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。     

基于激光熔覆技术的单体液压支柱试验研究

单体液压支柱在井下常常受到腐蚀、磨损等影响,为了提高其性能,采用激光熔覆技术手段,在基体表面熔覆一层合金粉。运用实验方法分别对激光熔覆后的熔覆层性能进行分析,得出如下结论:熔覆层和基体间结晶效果良好,无孔隙和裂纹等缺陷;硬度高于基体本身硬度;凝固状态良好,具有良好的耐磨性和显著的抗腐蚀性。通过激光熔覆技术显著改善了矿井单体液压支柱性能,确保了工作面安全生产。     

激光熔覆对轮轨材料摩擦磨损性能的影响

利用CO 2激光器分别在车轮和钢轨材料表面熔覆一层钴基合金粉,分析熔覆层的微观组织结构和显微硬度,利用MMS 2A摩擦磨损试验机研究轮轨材料激光熔覆钴基合金粉前后的摩擦磨损性能.结果表明:激光熔覆可获得厚度1 mm左右无气孔、裂纹且与基体冶金结合的优质激光熔覆层,熔覆层组织主要由γ Co、Cr 23 C6等相构成,熔覆区主要有平面晶区、胞状晶区、树枝晶区;车轮和钢轨熔覆层的显微硬度分别比基体提高了43%和45%,激光熔覆后的轮轨摩擦磨损性能明显优于轮轨基体,耐磨性能比轮轨基体提高约4倍,激光熔覆后轮轨的磨损机制主要表现为磨粒磨损.     

激光熔覆修复叶片的过渡区力学性能试验研究

利用激光熔覆技术在TC4钛合金叶片表面上使用TC4粉末进行增材制造,通过相关试验进行了TC4钛合金激光熔覆区和过渡区的微观组织、拉伸力学性能和冲击韧性研究。试验结果表明:基体和熔覆区达到了良好的冶金结合效果;熔覆区和过渡区之间的力学性能受温度影响非常显著,在横纵方向上略有差异;过渡区的冲击韧性值高于熔覆区,表明过渡区拥有更好的抗冲击性能;熔覆区和过渡区的力学性能达到航空钛合金使用标准,说明将激光熔覆技术应用于TC4叶片修复具有一定的可行性。     

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。     

机床导轨激光熔覆修复技术的研究

阐述了光纤激光熔覆技术的原理和特点,介绍了光纤激光再制造的设备,采用激光熔覆技术对机床导轨的磨损表面涂覆合金耐磨层,并对导轨激光熔覆过程温度场进行了有限元分析.结果表明,光纤激光熔覆修复技术可显著提高导轨表面的硬度、耐磨损性、使用寿命以及机床整体的加工精度.     

基于逆向工程的激光熔覆搭接率的确定

在多道搭接激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末试验中,借助逆向工程技术提取单道中最佳工艺参数的几何外形点云数据,利用Geomagic Studio对点云数据过滤、平滑等处理后拟合,得到单道三维数字化模型并根据等面积法确定激光熔覆时多道搭接率。利用IPG光纤激光器(YLR-3000)加工系统进行激光熔覆实验,洛氏硬度机(HR-150DT)和蔡司高级金相显微镜对熔覆层测量分析,结果表明:熔覆层宏观表面相对平整光滑,洛氏硬度明显高于基体(HRC:22);熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,沿熔覆层与基体交界处向外晶粒呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固,熔覆层中上部分组织晶粒细小,表面机械性能得到提升。研究表明,基于逆向工程技术确定多道激光熔覆搭接率是可行的。     

激光熔覆技术及新型耐磨复合材料在锅炉热管上的应用

根据锅炉热管磨损部位及运行工况,开发相应的陶瓷-镍铬合金复合材料,采用激光熔覆加工技术,通过激光器产生的高能量激光,将高熔点、高硬度的陶瓷-镍铬合金复合材料与热管基体表面同时熔化并快速凝固,形成具有冶金结合的激光熔覆耐磨层.     

合金基体上激光熔覆Ti+Al粉末的显微组织分析

在合金表面进行了Ti Al的激光熔覆试验研究,利用SEM分析手段对Ti Al熔覆层的显微组织进行了分析,阐述了熔覆层强化相的形成机制,显微组织分析表明,Ti-6Al-4V合金表面Ti Al激光熔覆层的显微组织沿层深方向可分为熔覆区、结合区和热影响区3个区域,在3个区域呈现出不同的组织形态,对基体和熔覆层进行的硬度测试表明,由基体向熔覆层的硬度变化呈上升趋势,在结合区和最外层区域有所下降.     

减摩耐磨激光熔覆涂层的研究现状及发展趋势

激光熔覆是一种新型的表面改性技术,对于提高材料表面的耐磨性具有重要意义。阐述采用激光熔覆技术来提高基体材料表面减摩耐磨性能方面的研究进展。首先介绍激光熔覆技术制备的Fe、Ni、Co基自熔性合金涂层及组织结构特征,指出这些涂层存在气孔、裂纹和成分偏析与组织不均匀性等缺陷。然后指出通过合理的粉末材料的选择及配比以及合理优化的熔覆工艺参数,可改善涂层性能,制备出表面性能优异的金属陶瓷复合涂层/稀土添加复合层;同时指明相比单一外部能量场,复合外部能场辅助激光熔覆制备的涂层显现出更优异的减摩耐磨效果。最后阐述新型耐磨涂层材料(自润滑耐磨涂层、高熵合金耐磨涂层,梯度耐磨涂层和纳米耐磨涂层)的组织结构和性能特征,指出高性能新型耐磨涂层可适用于多元场景,是未来研究的重点方向,并总结与展望激光熔覆制备耐磨涂层研究的发展趋势与应用方向。     

K418镍基高温合金多层激光熔覆

由于单层激光熔覆修复的厚度有限,无法满足深度损伤的修复.因此试验了YAG激光K418镍基高温合金多层熔覆的可行性.采用自配的镍基合金粉末,在工艺参数为电流160 A、脉宽8 ms、频率4 Hz时,用激光熔覆能够实现对K418镍基高温合金损伤结构的多层修复,获得了表面平整、连续,微观组织细密、均匀,与基体呈良好冶金结合,硬度高于基体,无缺陷的熔覆层.     

激光熔覆制备Fe基合金涂层的微观结构与力学性能*

采用激光熔覆在25Cr2Ni4MoV钢基材表面制备铁基合金涂层,研究激光熔覆涂层的微观组织、显微硬度、抗剪强度、摩擦磨损性能。结果表明：激光熔覆Fe基合金涂层与25Cr2Ni4MoV钢基材界面形成了良好的冶金结合;激光熔覆层为典型的树枝晶形貌,由浅灰色及深灰色2种不同物相相间组成;激光熔覆区的显微硬度显著高于基体区和熔合区,平均剪切强度达280.83 MPa;激光熔覆Fe基合金涂层的平均干摩擦因数、磨痕轮廓深度及平均磨损体积较25Cr2Ni4MoV钢基材分别下降了约25%、45%及50%;激光熔覆所制备的Fe基合金涂层的耐磨性能远高于25Cr2Ni4MoV钢基体,该型涂层对基体有着良好保护作用。     

激光熔覆技术在DA540-41压缩机转子上的应用

介绍了DA540-41型氧化氮压缩机转子轴承位轴颈严重磨损后通过激光熔覆修复重建的工艺方法.阐述了激光表面熔覆技术的原理及性能特点.这种激光熔覆技术在材料表面改性技术中的应用将促进高质量、低成本的材料改性技术的发展.