汽车发动机用AZ91合金的激光表面改性处理

采用预置式两步激光熔覆的方法在汽车发动机用AZ91合金表面进行了等离子喷涂+激光熔覆改性处理,通过金相、扫描电镜、XRD、硬度和极化曲线等测试手段,研究了激光熔覆Al-Si层的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明,激光熔覆层主要由α-Al和（α-Al+β-Si）共晶组织组成;激光熔覆层的显微硬度要高于等离子喷涂层,且两种涂层的显微硬度都要高于基体合金;改性层和基体合金的耐腐蚀性能从高至低依次为：激光熔覆层>等离子喷涂层>AZ91合金。     

激光熔覆超音速火焰喷涂陶瓷复合涂层的结构和性能

对YAG激光器产生的矩形激光束及在熔覆超音速火焰喷涂陶瓷复合涂层过程中激光功率对涂层组织和性能的影响进行了研究.采用扫描电镜分析了激光熔覆后的涂层组织结构,比较了采用不同激光输出功率2、3、4kW所得熔覆层的显微硬度和耐磨性能.结果表明:激光熔覆层与基体为冶金结合,熔覆层的硬度较喷涂层的硬度有所提高,并随着激光功率的提高而增加.激光熔覆层的磨损失重远低于喷涂层.     

半导体激光熔覆与超音速火焰喷涂Ni60粉末组织与性能的研究

分别用半导体激光与超音速火焰喷涂设备在45钢基体上制备Ni60合金涂层。用扫描电镜、金相显微镜、XRD对熔覆层进行微观组织和成分的研究。并对熔覆层的显微硬度和耐磨性进行分析。结果表明:激光熔覆层质量良好、无缺陷,熔敷层与基体之间形成良好的冶金结合;超音速火焰喷涂的熔覆层与基体为机械结合,结合力相对较弱。激光熔覆层内组织致密、晶粒细小且析出了C化物与Cr化物,这使激光熔敷层的硬度与耐磨性高于超音速火焰喷涂。     

激光重熔Cr等离子喷涂层的组织及其导电性的研究

用5kW CO2激光器对铜排表面的Cr等离子喷涂层进行重熔，并对激光熔覆层组织、硬度、导电性能进行了研究。结果表明，激光熔覆层的组织致密、均匀，与基体结合很好。涂层平均显微硬度为HV200，是基体的3倍左右。激光熔覆层和等离子喷涂层在0．35mm处的电导率分别为70.4％IACS和53，5％IACS．对于3mm厚的铜排，激光熔覆和等离子喷涂铜排的整体电导率则分别为96．2％IACS和92．6％IACS。激光熔覆层和激光熔覆后铜排的整体电导率均高于相应的等离子喷涂层及其铜排。     

激光重熔改性WC/Fe等离子喷涂涂层组织及其耐磨性能

目的改善等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层的组织,增强其耐磨性能,并研究激光重熔涂层在不同温度下的耐磨性能。方法采用激光重熔技术处理等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层,利用附带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计测试和表征了等离子喷涂涂层在激光重熔前后的组织特征、物相组成及显微硬度,利用摩擦磨损试验机对激光重熔涂层在25、200、400℃下的耐磨性能进行了对比考察。结果等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层呈层状结构,经过激光重熔处理后,其片层状结构和孔隙等缺陷基本消失,且激光熔覆区的顶部组织为等轴晶和细小枝晶,熔覆区的底部组织为胞状晶,涂层与基体结合带区的组织为粗大的树枝晶,涂层与基体形成了冶金结合。激光重熔涂层中的WC、W_2C、M_(23)C_6及Ni_6BSi_2等高硬度化合物的弥散强化作用,使得激光重熔涂层的显微硬度约为原等离子喷涂涂层的2倍。激光重熔涂层在25℃下的磨损亚表层最完好,在400℃时出现了微裂纹。结论重熔能消除等离子喷涂涂层的各种缺陷,得到组织致密的涂层。重熔涂层在不同温度下表现出不同的磨损机理,在25℃下表现出最好的耐磨性能。     

TIG Cladding + Laser Remelting of ZrAlNiCu Amorphous Coating

为了解决传统激光熔覆非晶方法的不足,进行了TIG熔覆+激光重熔制备非晶涂层的尝试。在对Zr65Ni10Al7.5Cu17.5粉末进行TIG熔覆之后,又对熔覆层进行了激光重熔。TIG熔覆有利于与基材良好的结合、减少裂纹和气孔、有利于熔覆层成分的均匀化,激光重熔又可以提供极快的冷却速度并利于非晶的形成。随后对该涂层进行了微观组织、能谱、相组成、腐蚀性能及显微硬度的分析。整个涂层成分均匀,冶金结合良好,微观组织由晶体与非晶体组成,其中TIG熔覆+激光重熔涂层非晶体所占体积分数高于相同工艺下的传统激光熔覆层;该涂层显微硬度HV较传统激光熔覆层高1330 MPa;腐蚀电位较传统激光熔覆层高0.07 V,腐蚀电流更是降低了10倍以上。     

TIG熔覆+激光重熔法制备ZrAlNiCu非晶涂层（英文）

为了解决传统激光熔覆非晶方法的不足,进行了TIG熔覆+激光重熔制备非晶涂层的尝试。在对Zr65Ni10Al7.5Cu17.5粉末进行TIG熔覆之后,又对熔覆层进行了激光重熔。TIG熔覆有利于与基材良好的结合、减少裂纹和气孔、有利于熔覆层成分的均匀化,激光重熔又可以提供极快的冷却速度并利于非晶的形成。随后对该涂层进行了微观组织、能谱、相组成、腐蚀性能及显微硬度的分析。整个涂层成分均匀,冶金结合良好,微观组织由晶体与非晶体组成,其中TIG熔覆+激光重熔涂层非晶体所占体积分数高于相同工艺下的传统激光熔覆层;该涂层显微硬度HV较传统激光熔覆层高1330 MPa;腐蚀电位较传统激光熔覆层高0.07 V,腐蚀电流更是降低了10倍以上。     

不同激光功率对AZ31B镁合金表面Al-Cu合金熔覆层组织和性能的影响

采用激光熔覆技术在AZ31B镁合金表面制备Al-Cu合金涂层,研究不同激光功率条件下激光熔覆层成形、组织和性能的差异。结果表明,当激光功率为350 W时,熔覆层表面成形良好,与基体结合良好并无明显的裂纹缺陷。当激光功率过小时,熔覆表面出现金属小球,且熔覆层与基体结合处有明显的裂纹;当激光功率过高时,熔覆层表面会有弧坑裂纹。不同功率下得到的熔覆层对基体的硬度有明显提高,当功率为350 W时,熔覆层的平均显微硬度达到325 HV。     

激光熔覆涂层缺陷的形成及防治

介绍了激光熔覆涂层主要存在的结构缺陷,包括熔覆层稀释过度及形状失真、熔覆层与基体结合不牢、熔覆层存在气孔和微裂纹。着重从结晶学原理方面分析了各种缺陷的产生原因,并提出了相应的解决办法,为今后阻止激光熔覆涂层缺陷的产生指明了方向。     

GH150高压压气机叶片激光熔覆实验研究

本文通过选择合理的涂层合金配方及工艺参数,并在熔覆材料中加入3%wt左右的YO的稀土氧化物,可在GH150基体上获得无显微裂纹缺陷、显微组织均匀、熔覆层硬度与基体匹配良好、耐蚀性能显著提高的优质激光熔覆层。     

激光功率对CoNiCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响

利用激光熔覆技术在Inconel718基体上制备了CoNiCrAlY涂层。在相同扫描速度7mm/s、光斑直径4mm下,研究了激光功率对CoNiCrAlY熔覆涂层宏观形貌、截面组织以及显微硬度的影响。结果表明,熔覆层的宏观形貌在激光功率为2200W时质量最优,熔覆层表面连续且平整,波浪起伏较小。随着激光功率的增加,激光能量增加,熔覆层的几何尺寸增大。当激光功率为1400W时,气体未完全逸出熔池就冷却凝固,涂层顶部出现气泡、孔隙等缺陷;当激光功率为2200W时,不再出现明显的气泡和孔隙。随着激光功率的增加,熔覆材料吸收的能量越来越多,导致晶粒长大,熔覆层呈现柱状晶高度越来越大,树枝晶越来越多而胞状晶越来越少的组织形态。当激光功率为1800W时,熔覆层整体形貌和组织的质量最好,熔覆层与基体结合紧密,没有气泡或孔隙,形成了性能良好的冶金结合,平均显微硬度最高。     

激光熔覆Co-Cr-W合金涂层组织及热疲劳性能

针对钢质热负荷部件易产生热疲劳损伤的问题,采用同步送粉激光熔覆工艺,在活塞用中碳钢38Mn VS6表面制备了Co-Cr-W抗热疲劳合金涂层。利用光学显微镜、SEM、EDS及XRD对熔覆层显微组织和成分分布进行了分析,利用显微硬度计和实验室开发的激光热疲劳实验平台对熔覆层的显微硬度和热疲劳性能进行了测试。结果表明,熔覆层与基体冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷。由于固溶强化、弥散强化效应,熔覆层具有较高的强度。送粉率为5.9 g/min时,涂层显微硬度在530~590 HV0.1之间,是基体硬度的2倍左右;熔覆层试样抗热疲劳性能相较于基体材料试样得到了显著的提高。     

纯铜表面激光熔覆WC-Co涂层研究

利用超音速火焰喷涂和激光重熔技术在纯铜基体上制备WC-Co涂层.利用维氏硬度计测试了其显微硬度,用扫描电镜分析了激光熔覆层的微观形貌.结果表明:所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成了良好的冶金结合.熔覆区表层的WC颗粒均匀分布,颗粒较小,形成了一层硬度很高的耐磨层,在熔化区中下部,组织为基体Cu和Co、W等组成的固溶体以及呈散落状分布着一些未熔化的大小不一的WC颗粒.激光熔覆区的显微硬度约为基体的10倍.     

激光熔覆制备铝基非晶复合层的组织及性能

在5083铝合金表面激光熔覆制备了Al-Ni-Y-Co-La五元非晶复合熔覆层。并对熔覆层组织成分及性能经行了分析。试验结果表明,熔覆层组织较为均匀,气孔、裂纹等缺陷少,主要由α-Al相、Al3Y及Al4Ni Y等金属化合物相以及部分非晶相组成。熔覆层平均硬度较基体的提高约200HV0.1,平均摩擦因数较基体的降低了约0.3,平均磨损量降低为基体的1/5,具有良好的减磨和耐磨性能。电化学试验结果表明,熔覆层能够明显改善基体的耐腐蚀性能。而熔覆层搭接区域粗大的条状组织是抑制其性能进一步提高的主要原因。     

等离子喷涂与超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层组织与摩擦磨损性能研究

目的 研究等离子喷涂与超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能。方法 采用等离子喷涂与超音速火焰喷涂工艺制备NiCr-Cr3C2涂层,并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、万能试验机、显微硬度计和高速往复摩擦磨损试验机,系统地分析了两种工艺所得涂层的物相、组织、结合强度、硬度及摩擦磨损性能。结果 两种工艺制备的NiCr-Cr3C2涂层与基体界面结合效果良好。等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层为层片状组织,层间可见微裂纹,孔隙率较高;超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层组织均匀,无明显微裂纹,可见少量微小孔隙。物相分析表明,等离子喷涂涂层由NiCr、Cr3C2和Cr7C3相组成,而超音速火焰喷涂涂层由NiCr和Cr3C2相组成。超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层的耐磨性优于等离子喷涂涂层,等离子喷涂涂层和超音速火焰喷涂涂层的稳态摩擦系数分别为0.4和0.6。随载荷升高,两种工艺制备的NiCr-Cr3C2涂层摩擦系数均显著下降。磨损后,等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层表面具有明显的凹痕和剥落,而超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层磨痕表面较光滑,未见明显剥落。两种工艺制备的涂层磨损机制均为磨粒磨损和疲劳磨损。结论 超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层较等离子喷涂涂层组织更为致密,具有更为优良的综合力学性能和耐磨性,等离子喷涂制备的NiCr-Cr3C2涂层的减摩性较好。     

等离子弧熔覆镍基耐磨涂层的组织与硬度

利用等离子熔覆技术在Q460低合金高强钢基体上熔覆制备了Ni基耐磨涂层。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和显微硬度计对等离子熔覆层的微观组织和显微硬度进行了分析。结果表明,熔覆层成型良好,与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷。熔覆层同基体结合部分为平面晶形态,熔覆层中部和上部主要为树枝晶。同基体相比,硬质相的形成以及固溶强化效应使得熔覆层的硬度提高。     

Fe-Cr基激光熔覆层的耐腐蚀性能

为了提高普通碳钢的耐腐蚀性能,配制了Fe-Cr基合金粉末,采用激光熔覆技术,对系列碳钢进行表面熔覆改性.利用OM、XRD、硬度计和电化学工作站研究了涂层的组织和耐腐蚀性能.结果表明:配置的Fe-Cr激光熔覆粉末适合低中碳钢表面改性,熔覆层与基体之间实现了良好的冶金结合,基体相为单相铁素体结构,熔覆层具有良好的耐腐蚀性能.     

45钢表面WC-12Co金属陶瓷激光熔覆层的组织与性能研究

采用火焰喷涂技术,在45钢表面预置一层WC-12Co并进行激光熔覆实验.SEM分析试样显微组织与形貌,EDS分析界面元素分布特性,HXD-1000B维氏显微硬度仪分析显微硬度分布特征.结果表明,经激光熔覆后,火焰喷涂层所固有的片层状组织消失,形成了较为致密的熔覆层,涂层与基体间呈现冶金结合状态;熔覆层显微组织由表及里依次呈现多边形块状、枝晶状、颗粒状.熔覆层表层硬度最高,随着深度的增加,硬度逐渐下降,熔覆层与基体界面处硬度发生突变.     

后处理对高速激光熔覆表面性能的影响

液压立柱表面镀铬涂层易出现微小裂纹并导致涂层剥落,对煤矿生产造成安全隐患。为强化液压立柱表面性能、提高液压立柱使用寿命,利用高速激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备铁基耐腐蚀熔覆层,并对熔覆层进行车-滚后处理提升强化熔覆层表面性能。使用扫描电子显微镜、形状测量激光显微镜、显微硬度计、电化学工作站等对高速激光熔覆层、车削及不同滚压力作用后的熔覆层微观组织、表面粗糙度、残余应力、显微硬度、耐腐蚀性能进行研究分析。结果表明：初始熔覆层显微组织致密,无明显孔隙、裂纹等缺陷,从结合处到表面依次为平面晶、树枝晶、等轴晶;滚压加工的“削峰填谷”效应使熔覆层表面发生塑性变形,滚压力为2.8 MPa时,表面轮廓平整,表面粗糙度降低至0.768μm;熔覆层硬度随滚压力的增大而增加,熔覆层顶部出现明显的塑性变形区和硬化层;车-滚复合加工使熔覆层表面残余应力由拉应力状态转变为压应力,滚压力增大,残余压应力先增大后减小;车-滚复合加工使熔覆层表层晶粒细化,增强Cr元素扩散,提高耐蚀能力,但过大的滚压力使熔覆层表面损伤,耐蚀能力下降。车-滚后处理工艺有效提升了熔覆层表面性能,可为高速激光熔覆高效低成本的后处理工艺...     

TC4钛合金表面激光熔覆TiC复合涂层组织和耐磨性能

采用HL-5000型横流CO2 激光加工机,在TC4钛合金表面制备了表面平整、细密、消除了裂纹与孔隙的TiC复合涂层.通过SEM、EDAX、XRD、HXD-1000TMC型显微硬度计和HT-600型高温摩擦磨损试验机,分析了熔覆层的显微组织、成分、物相,测试了激光熔覆层的显微硬度和滑动摩擦磨损性能.结果表明,激光熔覆制备的TiC复合涂层与基体呈冶金结合,涂层中有大量小块状、针状TiC颗粒和TiC树枝晶,熔覆层的显微硬度达880～ 1087 HV0.1,耐磨性能比TC4钛合金显著提高.