单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10 kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明：激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.     

扫描速度对激光熔覆Ni60涂层组织性能的影响

运用激光熔覆技术在Q235钢表面熔覆Ni60合金,研究了不同扫描速度对熔覆层的显微组织、硬度和耐磨损性能的影响。实验表明,随着扫描速度的增加,激光熔覆层的硬度和耐磨性得到改善。     

45钢激光熔覆Ni60合金粉末工艺参数的多目标优化

为延长零件使用寿命,降低生产成本,在45钢表面激光熔覆Ni60熔覆层可以达到生产要求,避免资源浪费,实现绿色制造.通过层次分析法确定权重,建立三水平三因素的正交试验,分析熔覆层的宏观和微观形貌、摩擦磨损特性、显微硬度.结果表明:优化后的工艺参数为激光功率3 kW,扫描速度12 mm/s,搭接率45％.合适的工艺参数可以...     

316L不锈钢激光熔覆层的组织及硬度分析

在304不锈钢表面预置316L不锈钢粉末,采用CO2激光器熔覆制备316L粉末涂层.观察了激光熔覆表面形貌的成形质量,研究了不同工艺参数对熔覆层微观组织、显微硬度和材料成分的影响.结果表明:熔覆涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;熔覆层是由细小等轴晶和柱状晶组成,且当激光功率为1.5 kW时,奥氏体晶粒更加均匀、细小;激光功率对熔覆层的显微硬度影响不大,激光熔覆前后,组织成分(质量分数,全文同)没有明显变化,316L不锈钢熔覆粉末适用于304不锈钢基材的修复.     

等离子熔覆Ni-Cr合金强化粮油食品机械螺杆的研究

采用等离子熔覆技术在粮油食品机械螺杆基材40cr合金钢表面等离子熔覆Ni-Cr合金涂层,研究了熔覆层的组织特征和显微硬度.实验结果表明:等离子熔覆层与基体的结合面是由等轴晶构成的,熔覆层与基体呈现良好的冶金结合状态;熔覆层中部分布着沿逆热流方向生长的排列较规则的枝晶组织;熔覆层表层是细小的枝晶组织.当扫描速度一定时,较高的熔覆功率下的熔覆层内的枝晶和等轴晶得到细化.熔覆层的显微硬度呈梯度过渡到基体,熔覆层外层硬度值最高,在结合面附近硬度出现显著的变化,但熔覆功率对熔覆层硬度的影响并不显著.     

40Cr曲面基体激光熔覆W6Mo5Cr4V2性能

为了利用激光熔覆技术实现模切机刀辊刀刃的增材制造,以曲率半径、熔覆轨迹、搭接率等为影响因素,在40Cr曲面基体上进行W6Mo5Cr4V2粉末的多道激光熔覆正交试验研究,并对熔覆层的残余应力、显微硬度以及显微组织结构进行分析。结果表明,保护气流量对残余应力变化影响显著,当工艺参数为激光功率1 800 W、扫描速度10 m/s、保护气流量400 g/min、曲率半径60 mm、搭接率30%、周向熔覆时,残余应力达到最小值。当残余应力满足成形要求时,显微组织的结晶形态从熔覆层顶部到结合区由平面晶向树状晶发展,熔覆层没有缺陷且与基体实现了良好的冶金结合。同时,显微硬度值从基体到熔覆层顶部呈阶梯状增长式分布,熔覆层的显微硬度平均值均在60HRC以上,满足模切机刀辊刀刃的硬度要求。     

激光填丝熔覆表面修复工艺研究及压力环境验证

针对水下应急修复提出了一种压力环境水下激光熔覆表面修复技术.通过常压环境的正交实验得到了一组最优工艺参数,利用最优工艺参数进行激光填丝熔覆实验,并对熔覆层进行检测分析.结果 表明:熔覆层宏观形貌良好,内部无明显缺陷;熔覆层微观组织主要由贝氏体和马氏体组成,力学性能良好,硬度分布均匀;先沉积的熔覆层硬度低于后沉积的部分.通过高压焊接实验舱模拟水下压力环境并开展了高压熔覆实验,证明激光填丝熔覆工艺在高压环境下有较好的适应性,熔覆层成形良好.     

扫描速度对45钢表面激光熔覆层形貌及性能的影响

利用CO2激光器及SLC-2025D数控加工机床,改变激光的扫描速度,采用同步送粉法在45钢基体上熔覆NiCrSiB合金.用体视显微镜观察熔覆层形貌,测量熔覆层的几何尺寸;用扫描电镜观察熔覆层各个区域的显微组织形貌;用显微硬度计和M273电化学测试系统测试熔覆层的显微硬度和耐蚀性能.结果表明:随着扫描速度的增加,熔覆层的熔宽与横截面面积呈下降趋势;熔覆层的树枝晶细化,平面晶宽化.随扫描速度的增加熔覆层的耐蚀性能由于晶粒的细化而趋于良好.熔覆层显微硬度是基体的3~4倍.随着扫描速度的增加,熔覆层中颗粒相和合金元素的偏析减少,使硬度有所降低.     

模具钢的激光熔覆组织和性能

利用不同的激光工艺参数对Cr12MoV模具钢表面进行熔覆试验,探讨了工艺参数对熔覆层深度的影响,研究了表面微观硬度的趋势及其原因、熔覆层耐磨性能的提高幅度以及组织结构的变化。结果表明：表面硬度在不同程度上都得到提高,硬度峰值出现在次表层;激光熔覆层的耐磨性能可以提高到1．91－4．24倍;微观结构由平面晶和枝晶构成的共晶组织,并有多种合金相分布在枝晶间。     

氩弧熔覆镍基自熔合金的工艺研究

采用氩弧熔覆工艺在Q235钢基体上获得了F102Fe镍基合金熔覆层.测试了涂层的硬度和耐腐蚀性，借助光学金相显微镜、扫描电子显微镜观察其显微组织，进而对熔覆工艺、合金组织及熔覆层性能之间的关系进行详细阐述.研究结果表明，采用氩弧熔覆工艺可以在Q235钢基表面上获得与基体结合良好、组织细密、具有较高硬度和耐蚀性的F102Fe合金熔覆层.在相同的情况下，增加电流强度或减少熔覆层的厚度，组织由共晶向亚共晶转变；随熔覆层的硬度、耐蚀性降低，塑性有所改善.     

激光熔覆纳米Al2O3的粉末冶金件的表面组织

运用纳米Al2O3作为粉末冶金件的表面改性材料,通过激光熔覆试验对粉末冶金件进行了表面改性。分析了激光熔覆的凝固过程,运用金相显微镜和扫描电镜对粉末冶金材料的表面改性层组织进行了观察,并对改性层不同组织的形成因素进行了研究。结果表明:熔覆后材料组织分为熔覆层区、界面结合区、基体区。从熔覆层到基体密度呈现由密向疏变化。激光熔覆组织主要受涂层成分及含量、工艺参数、形状控制因子G/υ(温度梯度/凝固速度)的影响,而形状控制因子又决定于工艺参数。当光带矩形光斑尺寸为15mm×2mm时,最佳功率为2.5kW,最佳扫描速度为90mm/min。     

Microstructure and Tribological Properties of Fe-Cr-B-Si-based Alloy Coating on the Surface of Scraper Conveyor Middle Trough NM450

This paper aims to develop a surface modification process to improve the surface properties of the middle trough.The coatings were prepared by plasma cladding with Fe-Cr-B-Si-based alloy powders (Ig 6 and Ig7).The organizational structure and micro-hardness of the coatings were analyzed by laboratory equipments.The friction and wear tests were performed to investigate the friction-wear properties of middle trough.The coatings have higher hardness and good friction-wear properties than the substrate.The hardness and friction wear properties of the coating with Ig7 powder are better than those with Ig6 powder.The experimental results show that the surface properties of the middle trough are improved by Fe-Cr-B-Si-based alloy coating,which can improve the middle trough service life.The plasma cladding can be widely used in the surface-modification of middle trough to reduce the waste of resources.     

Dry wear behaviors of wear resistant composite coatings produced by laser cladding

Using different proportional mixtures of Ni-coated MoS2, TiC and pure Ni powders, new typical wear resistant and selflubricant coatings were formed on low carbon steel by laser cladding process. The microstructures and phase composition of the composite coatings were studied by SEM and XRD. The typical microstructure of the composite coating is composed of multisulfide phases including binary element sulfide and ternary element sulfide, γ-Ni, TiC and Mo2C. Wear tests were carried out using an FALEX-6 type pin-on-disc machine. The friction coefficient and mass loss of three kinds of MoS2/TiC/Ni laser clad coatings are lower than those of quenched 45 steel, and the worn surfaces of the laser cladding coatings are very smooth. Because of high hardness combined with low friction, the laser cladding composite coating with a mixture of 70% Ni-coated MoS2, 20%TiC and 10% pure Ni powder presents better wear behaviors than the composite coating with other powder blends. The composition analysis of the worn surface of GCr15 bearing steel shows that the transferred film from the laser cladding coating to the opposite surface of GCr15 bearing steel contains an amount of sulfide, which can change the micro-friction mechanism and lead to a reduced friction coefficient.     

激光熔覆Co基合金应力场的数值模拟

为了分析co基合金熔覆过程的应力场,建立了激光熔覆预置co基合金粉末过程的三维模型,考虑温度变化对热物理参数的影响以及表面对流换热和辐射散热等影响因素,使用SYSWELD软件分析了激光熔覆过程中的应力场,并进行了试验验证。结果表明：通过比较分析扫描速度为5mm／s的涂层获得良好的冶金结合;工件残余应力均为拉应力,且最大值出现在z向距表面约2mm处,最大变形量出现在工件的边缘位置;随扫描速度的增加,工件的残余应力和变形均明显减小,这说明在其它工艺参数一定的前提下,适当降低扫描速度,能有效减小熔覆层的应力集中,获得质量优异的涂层。模拟结果为激光熔覆过程的工业化提供了理论依据。     

低碳钢表面激光涂覆WC+Co的工艺研究

本文研究了利用激光作为热源在低碳钢表面涂覆WC+Co的工艺。利用光镜、扫描电镜、能谱成分分析及显微硬度等手段对涂层合金的组织和性能进行了分析。认为在低碳钢表面涂覆硬质合金的涂层组织性能取决于激光涂覆工艺与预涂层的质量。在较低的激光输出功率和较慢的扫描速率下,可以得到WC颗粒弥散分布于γ为基的固溶体上的组织,其硬度可达1400HV.较高的功率条件下,涂层组织是WC全部熔解重新生成的η+γ共晶组织,硬度降至1000HV.较快的扫描下涂覆层合金不易涂覆在基体上。     

20#钢表面镍基添Y2O3激光熔覆层及其高温磨损行为

采用激光熔覆法,在20#钢表面制备出添Y2O3的镍基合金粉末的熔覆涂层．分析了熔覆层的相组成、高温耐磨性能;观察了熔覆层显微形貌．结果表明：所制得的熔覆层组织均一、致密,与基体形成了良好的冶金结合．添加Y2O3的熔覆层硬度提高到基体的3．9倍,高温耐磨率仅是基体的1／4．熔覆层耐磨能力增强的主要原因是熔覆层与基体良好的冶金结合,镍基合金良好性能,组织细化以及硼化物、硼碳化物等析出相的强化作用．     

冷扎Q235钢/激光熔覆合金钢摩擦磨损

通过对9SiCr钢表面进行合金激光熔覆处理,在摩擦磨损实验机上对熔覆合金钢与Q235钢配副进行了摩擦磨损性能实验.通过摩擦磨损实验研究了参数如载荷、滑动距离、滑动速度、润滑条件等对Q235钢与熔覆合金钢的磨损量的影响,熔覆合金钢与Q235钢的磨损量与压力和滑动速度成正比.Ni合金钢的耐磨性比Co合金钢要好.通过扫描电镜分析了熔覆合金磨损机理,熔覆合金钢磨损主要以磨粒为主,同时表面存在大量凹坑,而Q235钢以磨粒和塑性变形为主.