基于正交试验的端帽激光淬火工艺研究

对自动流量平衡阀过流端帽的表面进行激光淬火研究,利用正交试验对影响激光淬火的因素进行了研究,得出激光淬火的最佳参数以及脉冲电流、扫描速度和离焦量对激光表面硬度和淬硬层深度的影响规律.试验结果表明,只要工艺参数选择适当,可获得很好的表面淬火质量,为激光加工提供了理论指导.     

铝合金激光表面强化工艺

研究了一种新的铝合金激光表面强化工艺。硬铝合金在经适当的预处理后，选择合适的工艺参数进行激光表面强化处理可使硬化区的硬度由原来的130HV提高到530HV。此外，还系统地研究了工艺参数对硬化区尺寸的影响，工艺参数与硬化区显微硬度的关系，激光硬化区的显微组织变化及化学成分的能谱分析等。该工艺为铝合金的激光表面硬化开辟了一条新途径。     

40Cr钢激光表面强化工艺的研究

系统地研究了４０Ｃｒ钢激光表面强化工艺参数与硬化层尺寸以及显微硬度的关系，分析了激光硬化层的显微组织。研究表明：选择合适的工艺参数，可使硬化层的显微硬度显著提高。该工艺为４０Ｃｒ钢的激光表面强化提供了一条新途径。     

激光强化技术提高模具使用寿命

介绍了用于模具表面的激光强化加工系统和激光强化工艺方法,讨论了激光强化模具表面的硬化层深度和耐磨性能与激光强化工艺参数之间的关系,采用激光强化技术能大幅度提高模具的使用寿命。     

应用激光强化技术提高覆盖件模具寿命

介绍了用于模具表面的激光强化加工系统及常用的强化图形和预处理方法 ,讨论了激光强化模具表面的硬化层深度和耐磨性能与激光强化工艺参数之间的关系 ,采用激光强化模具表面技术能大大延长模具的使用寿命     

阀芯端帽激光表面合金化工艺制定

对自动流量平衡阀阀芯端帽进行激光表面合金化,以改善其表面硬度、耐摩擦和耐腐蚀等性能。从合金化成分选配、合金粉末添加方式制定及合金化层质量控制等3个主要方面制定阀芯端帽激光表面合金化工艺,为薄壁圆筒形零件激光表面合金化工艺的制定提供参考。     

模具及模具材料激光相变硬化的初步探索与实验

介绍了激光强化的基础知识,分析了激光固态相变硬化机理,设计并进行了模具及模具材料表面的激光强化实验。将使用计算机模拟得到的指导性参数与使用经验参数获得的强化效果对比,为修正计算机模拟的误差,从而获得激光表面非熔凝淬火的最佳加工参数提供了一个可靠的途径。     

模具及模具材料激光相变硬化的初步探索与实验

简要介绍了激光强化的基础知识，分析了激光固态相变硬化机理，设计并进行了模具及模具材料表面的激光强化实验。将使用计算机模拟得到的指导性参数与使用经验参数获得的强化效果对比，为修正计算机模拟的误差，从而获得激光表面非熔凝淬火的最佳加工参数提供了一个可靠的途径。     

激光相变硬化在模具表面处理中的应用现状

简单介绍了激光相变硬化的特点、硬化机理、材料强化机理以及冷作模具、热作模具和塑料模具的表面处理要求,给出了常见的模具钢种以及经常使用激光相变硬化处理的钢种的一般工艺参数.     

激光相变硬化在模具表面强化中的应用研究

介绍了激光表面相变硬化加工的特点及应用、材料表面激光相变硬化工艺的研究——激光相变硬化机制、激光相变硬化层的影响因素、激光相变硬化过程的温度场研究、激光相变硬化后残余应力场的研究以及激光相变硬化在模具表面强化中的应用。     

激光冲击强化的影响参数与发展应用

激光冲击强化是一种先进表面技术,其利用激光诱导形成的等离子冲击波对金属材料进行强化,因具有强化效果更佳、可操控性更强和适用性更好等技术优势,得到了越来越广泛的应用与研究,对提高部件的疲劳性能和延长材料使用寿命具有重要作用。简要介绍了激光冲击强化技术的发展概况,分别从激光工艺参数、约束层与吸收保护层、冲击角度等影响参数进行了重点分析与总结。激光工艺参数是影响强化效果的最重要因素,选取最佳的激光功率密度、最优的光斑搭接率、适当的冲击次数以及合适的脉冲宽度可以明显提高强化效果。针对不同的材料形态,应选取合适的约束层和吸收保护层,提高激光透光率的同时防止材料表面烧蚀。此外还需考虑激光冲击强化的冲击角度,选择合适的冲击角度,能够对复杂的结构进行强化。综合考虑激光冲击强化的影响参数,可为得到最佳激光冲击强化效果提供重要的理论参考。     

激光冲击强化9Cr18钢及协同制备表面微坑研究

目的 探索9Cr18钢经激光冲击强化后,二次激光冲击制备表面微坑的可行性和相关工艺。方法 利用不同工艺参数对9Cr18钢试样进行单点冲击,使用激光共聚焦对单点冲击诱导的微坑进行轮廓形貌检测,使用显微硬度仪测量微坑区域的硬度;通过激光冲击对9Cr18钢进行全覆盖表面强化,并进行二次激光冲击,以制备表面微坑。结果 对于单点冲击,表面凹坑深度随着激光冲击能量的增大而增大,并非呈线性增大。当冲击能量为12 J时,凹坑深度达到38.39 µm。对于同能量单点双次冲击,其凹坑深度比单点冲击大。当冲击能量为12 J时,双次冲击深度最大达到49.05 µm。在能量梯度叠加冲击时,以6 J为第1次冲击能量,将第2次冲击能量提高到12 J,此时凹坑深度达到58.61 µm。对于不同脉宽冲击,在脉宽为26 ns时,不同能量冲击的凹坑深度均达到最深。经激光冲击强化后,采用不同能量进行二次冲击,在能量为12 J时凹坑深度为19.79 µm。采用不同脉宽进行二次冲击,在脉宽为22、26 ns时,凹坑深度为13.61 µm。结论 表面微坑的深度随着能量、脉冲宽度和冲击次数的增加而增加;表面微坑的硬度随着能量和次数的增加而增大,硬度随着脉宽的增加呈先减小后增大的趋势;采用激光冲击工艺协同处理,可以强化9Cr18钢表面,并制备出一定深度的微坑,可为激光冲击对9Cr18钢的强化及表面织构化提供理论指导和工艺基础。     

约束层材料对7075铝合金激光喷丸表面强化的实验研究

目的研究不同约束层材料对激光喷丸表面强化效果的影响。方法将激光喷丸技术应用于7075航空铝合金的表面强化处理,利用自制柔性约束层、K9玻璃和水层作为激光喷丸的约束层材料,对7075-T6铝合金进行激光喷丸处理,通过测量不同约束层激光喷丸后的试样表面显微硬度值来衡量表面强化效果。结果在激光能量为1.6 J、脉宽为10 ns、波长为1064 nm的条件下进行单点单次冲击,自制柔性约束层的表面强化效果最好,能使7075铝合金靶材的表面显微硬度值有效提升了11.62%,并且进行连续激光冲击后,其硬度值提升了18.11%;水层作为约束层的表面强化效果次之,能使7075铝合金靶材的表面显微硬度值提升6.99%,容易造成水花飞溅;K9玻璃作为约束层的表面强化效果最差,其表面显微硬度值仅提升了4.05%,K9玻璃在激光喷丸试验中容易破裂。结论通过对激光喷丸试验的结果进行分析和比较,发现不同约束层材料对7075铝合金表面强化效果影响的机理不同,自制柔性约束层对7075铝合金激光喷丸表面强化效果最显著,且具有工程应用价值。     

激光冲击强化对焊缝组织性能影响的研究进展

激光冲击强化(LSP)是一种典型的非弹丸撞击式表面强化技术,可有效提高金属材料的抗疲劳能力、抗腐蚀能力、金属耐磨性能和使用寿命,具有应变率高、效率高、强化效果好等优点。焊缝质量直接影响了焊接件的合格率,而焊缝强化一直是一个比较难的挑战。首先,介绍了激光冲击强化的加工原理,总结了激光冲击强化的影响参数及条件,包括激光功率密度、约束层和吸收层、激光冲击次数、光斑搭接率以及激光脉宽。控制强化工艺参数可以使焊缝显微硬度提升50%、残余压应力提升65%以上,大幅度提升抗拉强度,降低疲劳裂纹扩展。其次,综述了国内外研究人员运用激光冲击强化技术对不同材料焊缝强化的研究与应用,重点论述了激光冲击强化对焊缝力学性能和显微组织的显著强化效果,与未强化试样对比,强化后试样的各项性能明显提升。其中针对力学性能,详细分析了显微硬度、残余应力和疲劳裂纹扩展的变化情况,结合残余应力的理论研究、仿真分析、试验论证以及显微组织变化情况,认为激光冲击强化导致马氏体组织发生了碎化,提高了硬度,产生了残余压应力,引起了晶粒细化,进而有效控制了疲劳裂纹扩展,阻止了裂纹产生,提升了疲劳寿命。通过激光冲击强化不同工艺参数的协同作用,可以获得较高的残余压应力和硬度,引起动态再结晶、晶粒细化等微观组织演变以及位错运动,使焊缝力学性能和显微组织产生相互影响。分析认为,激光冲击强化技术是焊缝强化的有效焊接后处理工艺。最后,展望了激光冲击强化技术在焊缝强化领域中的应用前景。     

镁合金T形件激光-TIG复合热源焊接

主要研究了激光-TIG电弧复合焊复合模式、热源间距(D_la)和激光脉冲参数对镁合金T形件成形的影响.研究发现TIG-激光的复合模式更有利于T形件的成形.在TIG-激光复合模式下,D_la随着焊接电流的提高而增加时会得到更大的焊接熔深,焊接电流为100 A,D_la为3 mm时可以得到良好的镁合金T形结构件焊缝成形.激光脉宽过小或过大都会对T形结构件焊缝根部的成形产生不良影响,脉冲较小时T形件立板与上板结合处的熔池金属极易产生过烧,从而导致焊接表面塌陷严重,甚至烧穿;脉冲过大时则造成立板与上板结合处熔化不足而产生不熔合现象.     

激光冲击及其对金属材料组织和性能的影响

激光冲击是一项用短脉冲（ns级）强激光辐照覆盖有吸收层和约束层的金属材料表面从而改善其性能的高新技术。其原理是,当激光冲击波诱导的应力峰值超过材料的动态屈服极限时,材料的表层就会发生形变等现象。激光冲击的效果与激光的能量、光斑直径、被冲击材料的原始状态等因素有关。激光冲击可在材料表面获得应变强化,从而提高材料的疲劳性能和抗应力腐蚀能力等,还可用于金属板的微成形制造。     

基于电火花加工方法的硅强化45钢工艺的研究

以单晶硅作电板，用电火花成形机在煤油介质中对45钢进行表面强化实验研究。分析了脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流、加工时间对强化层厚度的影响，并对强化层的显微硬度和耐磨性进行了分析。研究结果表明，合适的工艺参数和加工时间，能使工件的表面获得具有一定的厚度、较高硬度和耐磨性的强化层。     

CVD金刚石膜激光平整化效率和粗糙度

对化学气相沉积(CVD)多晶金刚石膜进行激光平整化的正交试验,使用场发射环境扫描电子显微镜(SEM)进行形貌分析,激光共聚焦扫描显微镜测量线粗糙度Ra、面粗糙度S_a和切缝锥度,分析激光参数对CVD膜平整化的影响。结果表明：影响切缝锥度的因素依次为脉冲宽度、脉冲频率、进给速度和激光电流,影响线粗糙度Ra的因素依次为进给速度、激光电流、脉冲频率、脉冲宽度。正交试验优化后,当激光电流为64 A、脉冲宽度为400μs、脉冲频率为275 Hz、进给速度为100 mm/min时,可获得最佳的切槽表面形貌。采用该优化参数进行面扫描,测得面粗糙度S_a为11.7μm;进一步增加入射角度至75°时,面粗糙度S_a降低至1.9μm,实际去除效率达到1.1 mm³/min。     

Convective heat and mass transfer at the solidification front of binary alloys subjected to laser treatment

The process (initiated by convection at the melt-crystal interface) of the formation of a cellular structure at the front of rapid solidification in binary metallic alloys irradiated with a laser with a wavelength λ ～ 1 μm at a density of radiation power q ～ 10⁸–10¹⁰ W/m² and pulse duration τ ～ 10^?3 s has studied; an original physical model of convective heat and mass transfer at the melt-crystal interface under the effect of laser treatment with the above parameters has been developed; an improved mathematical formulation of the problem of stability of a planar solidification front has been suggested; formulas for calculating parameters of the process of heat and mass transfer at the melt-crystal interface are given; and experimental data on the formation of cellular structures on Grade 45 steel and some alloys such as L62 (Cu-38% Zn) and Nb-50% Ti are presented. The results of the investigation can serve as a theoretical base for controlling directionally solidified structures and properties of surface layers of metallic alloys subjected to laser treatment; in practice, they can be applied for laser strengthening of surface layers of heavily loaded friction units.