渗碳淬火零件表面激光合金化后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光合金化处理.设计了激光合金化处理的工艺参数,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的合金化层.研究了渗碳淬火层激光合金化处理后的组织特性和显微硬度.结果表明,预置TH-2A型C-Si-B-RE合金化涂层的激光合金化能够显著地改善材料组织,显微硬度可达HV0.21150.研究还发现,激光处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究表明,采用合适的材料设计和工艺参数,激光合金化可以有效地强化渗碳淬火零件.进一步为激光熔覆修复渗碳淬火零件提供了基础资料.     

3Cr13不锈钢计数器棘轮的激光淬火研究

利用2KW横流CO_2激光器对3Cr13计数器棘轮进行了激光淬火研究,结合零件的原始加工次序,比较了两种次序激光淬火投弹器棘轮的工艺,结果表明:经两种方法激光处理后棘轮的显微硬度均达到了该零件技术指标的要求,显微硬度为HV412∽550。激光处理3Cr13不锈钢硬化层的深度为1.0mm,表面最高硬度HV680,比普通淬火高约HV160。激光处理后齿面的光洁度不变,达(Ra0.4∽0.3μm),激光淬火的变形为2.5μm左右。激光淬火区的显微组织为细小均匀的隐晶马氏体。     

渗碳淬火零件表面激光熔凝后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光熔凝处理.设计了激光熔凝处理的工艺参数,获得了表面光洁、成形良好的硬化层.研究了渗碳淬火层经激光熔凝处理后的组织特性与显微硬度分布.结果表明,预置TH-1型增强激光吸收涂料的激光熔凝处理能够显著的改善组织,显微硬度可达HV0.21100.研究还发现,激光熔凝处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究结果为激光表面处理修复或强化渗碳淬火零件提供了基础资料.     

45~#钢宽带激光淬火研究

:本文利用宽带CO2 激光束 ,对 45 #钢表面进行宽带淬火 ,获得单道淬火宽度 10mm以上。淬硬层硬度达 5 0 0～ 6 30Hv0 3是非淬硬层的 2～ 2 5倍 ,深度达 1 9～ 2 .0mm。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区三个区域 ,所对应的金相组织分别为高碳马氏体、隐晶马氏体和混和马氏体。宽带激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度v =4mm/s和离焦量 18mm条件下 ,45 #钢宽带激光淬火的最佳功率约为 3 0～ 3 3kW。     

40CrNiMoA齿轮激光表面强化及抗疲劳性分析

对40CrNiMo齿轮进行了激光表面强化处理,用SEM和TEM对处理试样显微组织进行了分析,测试并分析了其显微硬度,并进行了抗疲劳性现场试验,结果表明:40CrNiMo激光淬火后其组织由淬硬层、过渡区和基体组成,淬硬层组织为细小的板条马氏体和针状马氏体,层深约1.5mm,过渡区为马氏体和索氏体混合组织,基体为回火索氏体。淬硬层表面硬度比常规淬火硬度有所提高。40CrNiMo激光淬火齿轮比20Cr2Ni4渗碳淬火齿轮疲劳强度提高约10%。     

45^#钢宽带激光淬火研究

本文利用宽带CO2激光束,对45^#钢表面进行宽带淬火,获得单道淬火宽度10mm以上。淬硬层硬度达500－630Hv0.3是非淬硬层的2－2．5倍,深度达1．9－2．0mm。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区三个区域,所对应的金相组织分别为高碳马氏体、隐晶马氏体和混和马氏体。宽带激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度v=4mm/s离焦量18mm条件下,45^#钢宽带激光淬火的最佳功率约为3.0-3.3kW。     

35~#钢激光宽带淬火研究

利用扫描激光束对 35 # 钢材料进行了宽带激光淬火 ,在 3.0～ 3.3k W激光功率下 ,获得单道淬硬带宽15 mm,淬硬层深 0 .5 3mm。给出了不同激光功率条件下淬火区硬度沿淬硬层深的变化曲线 ,淬硬层硬度分布基本均匀 ,平均硬度约为 5 5 4～ 675 Hv,与基体硬度比较提高了 2 .3～ 2 .5倍。显微组织结构分析显示淬硬层沿层深方向可分为完全淬硬层、过渡层和高温回火区三个区域。     

U74钢轨表面激光淬火工艺及其对耐磨性的影响

本文研究了U74钢轨表面激光淬火工艺及其对表面耐磨性能的影响。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区。淬硬层深度约为0.5-0.8mm，单道淬火宽度约4mm，表面硬度可达Hv850-Hv1000，淬硬层组织为高碳马氏体，细晶混合马氏体和少量奥氏体。激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度为6mm/秒，离焦量60mm的条件下，U74钢轨表面激光淬火的最佳功率约为1.8kW。在该功率下，可以获得最高硬度、最大硬化层深度和最佳能量利用系数。摩擦学试验表明，经过激光淬火，钢轨表面的耐磨性能有了明显提高。     

U型环激光淬火的温度场与组织场仿真研究

U型环使用过程中因过度磨损而发生失效已成为断线、掉线事故的主要原因,激光淬火作为一种绿色强化技术可有效提高U型环耐磨性能。利用COMSOL Multiphysics建立U型环激光淬火的温度场与组织场仿真预测模型,以探究激光辐照时间对U型环淬火过程中温度场、淬火场的分布影响。所建立模型通过试验对比验证,仿真预测结果与试验结果拟合较好。仿真预测结果表明：U型环中心横、纵截面上温度场均呈月牙状分布并随辐照时间增长而向U型环内部扩散。U型环淬火后表层为细小的淬火马氏体组织,随深度增加,过渡区组织为淬火马氏体及少量铁素体组织。U型环最高温度及淬硬区底部深度、表面积与激光辐照时间呈正相关,当激光辐照时间为7 s时,最高温度达到1 434℃,底部深度达到3.12 mm,表面积达到817 mm²,覆盖U型环弯曲段92.21%的上表面面积,可有效提高U型环耐磨性能。5 000 W激光功率、24 mm×18 mm激光光斑尺寸工艺条件下,U型环激光淬火时间窗口为3～7 s。     

接触热阻对薄板零件表面激光淬火温度场形成影响研究

激光淬火工艺具有节能环保、质量高的优点。研究薄板零件激光淬火时所形成的温度场对将激光淬火应用于薄板零件表面强化的实际工作中具有重要的作用。本文通过对45钢和铸铁HT250之间接触面的接触热阻进行实验测试,通过数据分析得出了相应的接触热阻经验关系式。利用Abaqus软件模拟薄板表面激光淬火,其中将实验所得的接触热阻经验关系式代入,得到了相应薄板表面淬火温度场。通过与不考虑接触热阻的零件表面淬火温度场仿真结果进行对比,得出了接触热阻对薄板零件表面激光淬火所形成的温度场的影响。研究成果可对薄板表面激光淬火工艺应用于实践提供指导。     

激光提高铸铁缸套磨损寿命的研究

经激光处理使优质加硼铸铁缸套的快速模拟磨损寿命提高45.7％，配件活塞环的快速模拟磨损寿命提高29.2％。     

盐溶液中20#钢激光渗碳、渗硅的研究

在盐溶液中 ,利用激光对 2 0 # 钢表面进行渗碳、渗硅和相变硬化相结合 ,实现了在对低碳钢表面化学渗碳、渗硅的同时 ,完成激光表面淬火处理。研究表明 ,2 0 # 钢在盐溶液中激光渗碳、渗硅后 ,可将材料表面的碳、硅含量增加 2倍 ;渗层具有一定厚度 ,主要由马氏体和贝氏体组成 ,试样表面的硬度提高到原试样的 2 5～ 3倍 ,耐磨性可达到处理前的 4～ 7 5倍。在浓度为 10 %的H2 SO4溶液中 ,静态腐蚀 2 4 0h后的实验表明 ,2 0 # 钢在经过激光渗硅化学热处理后 ,抗腐蚀能力可提高 4 0 %左右。     

瓦楞辊高耐磨激光熔覆颗粒增强铁基复合涂层

瓦楞辊现有强化方式如中频淬火、氮化、镀铬、激光相变硬化和喷涂碳化钨在寿命、成本、工艺稳定性及可再修复性方面存在一定的局限性,而采用激光熔覆的方法对瓦楞辊进行强化及修复可以在一定程度上弥补传统方法的劣势.针对瓦楞辊工况下强烈的低应力干摩擦磨粒磨损,采用专门研制的抗磨粒磨损粉未材料THW-64,通过工艺优化,在瓦楞辊齿表面激光熔覆制备厚度大于0.4 mm的耐磨涂层,研究瓦楞辊激光熔覆强化涂层的组织及性能.熔覆层无裂纹、与基体呈牢固的冶金结合,涂层组织为亚共品基体上弥散分布着大量原位生成的复合碳化物颗粒,平均显微硬度915HV0.2.摩擦学对比实验证明复合涂层耐磨粒磨损的性能明显改善,工业应用表明激光熔覆强化的瓦楞辊使用寿命较激光相变硬化有显著提高.     

1Cr18Ni9Ti激光相变硬化层组织及性能

为了探讨1Cr18Ni9Ti不锈钢组织及性能的变化,采用激光相变硬化处理的方法,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机、恒电位仪等研究了激光相变硬化层的组织及性能。进行了理论分析和实验验证,取得了激光相变硬化层的硬度、耐磨性、耐蚀性数据。结果表明,激光相变硬化层主要由奥氏体、马氏体、Fe-(Cr,Ni)以及Fe等组成。随着激光功率的增大,平均显微硬度先增加后减小,在功率为750W时,平均显微硬度达最大值,为223.5HK;在功率为550W时,耐磨性最好,磨损率为基体的56%。激光相变硬化处理后耐蚀性增强;最小的维钝电流密度是基体的33%,最大的钝化稳定区长度是基体的7倍。这一结果对研究1Cr18Ni9Ti不锈钢组织及性能的转变是有帮助的。     

HT300摩托车凸轮轴激光表面强化处理研究

用(L934)正交试验法研究HT300摩托车凸轮轴激光处理时工艺参数优化组合,分析了HT300摩托车凸轮轴激光处理方法,结果表明,对HT300摩托车凸轮轴进行激光相变硬化处理和激光熔凝各有其特点,可视具体情况选取,以满足不同零件工作表面的要求。硬度测试及耐磨性能试验表明,激光相变处理和激光熔凝处理后摩托车凸轮轴工作表面较激冷处理后硬度分别提高31%和76%及绝对磨损体积分别下降了70%和110%,可满足凸轮轴工作要求,试验结果为改进零件表面处理方法提供了依据。     

激光表面处理浮动油封密封环的工艺研究

介绍了浮动油封的工作原理和激光表面处理工艺.采用CO2激光对45#钢激光表面淬火后,其变形很小,表面硬度很高,能够达到浮动油封工作的技术要求.     

模切辊激光表面淬火的研究

用连续波CO2激光束对50#钢模切辊进行了激光表面淬火试验,研究了淬火层的显微组织及硬度分布.结果表明,50#钢模切辊经激光表面淬火后,硬化层组织由细小的位错马氏体及少量的残余奥氏体组成;模切辊变形很小,且表面硬度高,整体硬度分布较为均匀,能够达到技术要求.采用激光淬火技术对50#钢模切辊进行表面强化是可行的.     

轴端沟槽底部激光强化工艺参数优化研究

分析了选用不同激光能量密度对HT300进行表面强化处理时，材料表面呈现的四种状况；未相变硬化、相变硬化、表面微熔与表面熔凝的金相组织。根据工艺要求，选取相变硬化方法对轴端沟槽底表面进行处理。分析了工件激光处理方法并通过试验研究，寻找轴端沟槽底部激光强化工艺参数；激光功率（P）、光斑直径（D）及扫描速度（V）的优化组合。硬度测试及耐磨性能试验表明：激光相变处理和激光熔凝处理后轴端沟槽底部表面较表面感应淬火硬度分别提高7%和34%，绝对磨损体积分别下降了13%和25%。实践证实，对轴端沟槽底部激光相变硬化处理方法较其他表面处理方法工艺简单，加工工件符合技术要求，试验结果对零件表面处理提供了可靠依据。     

激光束心肌打孔改善心肌微循环动物实验研究

心血管疾病是目前死亡率较高的一种疾病。现在美国、苏联和日本等国都在进行激光心血管疾病的实验研究。激光心肌血管重建术已经取得了很大进展。我国从1987年开展了激光束心肌打孔改善心肌微循环的动物实验研究。激光心肌血管重建术系采用激光束辐照心肌表面,从心外膜打出细孔直达心内膜的手术,不必切开心脏,它优于通常的“搭桥”手术。本文报道采用CO_2激光束,以猪、狗、羊等为对象进行激光心肌血管重建术,以改善心肌微循环的实验结果。