铝合金表面激光熔敷耐热涂层工艺研究

采用激光熔敷方法在铝合金表面制备一层金属陶瓷耐热涂层。借助金相显微镜,扫描电镜能谱等方法,研究在不同激光工艺参数下熔敷层的界面和表面;对比不同激光输入能量时涂层稀释率的变化;不同成分激光熔敷层的组织形态及成分分布。结果表明:激光熔敷层显微组织为垂直界面方向的树枝晶;激光熔敷金属陶瓷粉末时,氧化锆陶瓷含量在涂层中呈梯度分布,而未呈现分层现象。     

TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层温度场模拟及参数优化

采用ADPL参数化语言,综合考虑热源模型、材料热物性参数、相变潜热、边界条件等因素,建立了连续移动高斯热源作用下TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层三维瞬态温度场数值模型。实验结果测量值与模拟计算值的对比表明,建立的温度场数值模型具有很好的可靠性。同时,在分析涂层品质的基础上,基于该模型对TC11表面激光熔覆MCrAlY涂层的激光工艺参数进行了预报及优化,得出较优的激光工艺参数为:激光功率1 200 W、光斑直径2 mm、扫描速度400mm/min。     

红外隐身涂层在导弹上的应用

红外隐身涂层是实现导弹红外突防的一种有效方法,可提高武器的生存率和战斗力。文章简述了红外隐身涂料的种类、基本特性和涂料实现隐身的两种途径,详细分析了涂层厚度、涂层衬底、涂层颗粒度和温度等主要因素对导弹隐身性能的影响。红外隐身涂料与雷达吸波材料的复合体以及纳米薄膜隐身材料将成为隐身涂层的发展趋势。     

对抗激光半主动制导武器的隐身方法分析

介绍了激光半主动制导的原理,分析了军事目标对抗激光半主动制导武器的两种隐身方法。当目标具备可见光、红外、雷达等隐身功能时,目标不容易被发现,应设法使目标与背景的激光反射特性一致;当目标不具备多波段隐身功能时,为对抗激光半主动制导武器的精确打击,应设法大大降低目标的激光反射特性。     

45钢激光硼合金化工艺优化及性能研究

为提高45钢表面硬度,采用CO2激光器在45钢表面进行激光硼合金化处理,通过正交试验方法优化激光硼合金化工艺,研究合金层的组织和性能。结果表明:45钢激光硼合金化的最佳工艺参数为激光功率4 k W,扫描速度8 mm/s,KBF4的质量分数3%;经该工艺处理后的合金化层分为合金层、过渡区;合金层厚度约为860μm,组织为Fe2B及少量α-Fe,表层组织形态呈胞状,次表层呈树枝状,平均硬度为1 350HV0.1;过渡区厚度约为100μm,硬度从1 350HV0.1到230HV0.1呈梯度分布。     

一种基于参数化建模的飞行器隐身外形设计优化方法

针对飞行器隐身外形设计优化问题,建立一套复杂隐身外形的参数化建模方法;应用基于正交试验设计的参数影响程度分析方法,从众多外形参数中选取设计变量;为隐身与气动学科分析构建代理模型,以提高优化效率;采用分层次的多目标优化策略进行隐身、气动综合优化;最后以一隐身外形翼身组合体的设计优化为算例,检验了以上方法的可行性和有效性．     

激光重熔对镍基热喷涂涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂制备2 mm厚的Ni Cr BSi-WC12Co涂层,并用3 k W光纤激光器对涂层进行重熔处理正交试验。对涂层组织、硬度、耐磨性等进行检测。结果表明:经激光重熔后,涂层的缺陷减少,耐磨性得到改善;激光重熔对激光功率较敏感,随着激光功率增大,结合强度增加,涂层缺陷也随之增加,涂层硬度先升高后下降,存在最大值;预热400℃时,涂层硬度能达到最高点,且裂纹得到较好控制;激光重熔涂层耐磨性能较HVOF涂层提高明显。     

CVD生长SiC涂层工艺过程的正交分析研究

为了在C/C材料表面可靠地制备SiC抗氧化涂层 ,针对CVD工艺特点 ,采用正交设计方法对MTS +H2 体系制备SiC工艺过程进行了全面系统的研究 ,在对沉积过程现象进行观察分析的基础上 ,计算了 6种工艺因素对SiC -CVD过程影响的方差 ,对各自影响的显著性进行了分析 ,并讨论了所属的 2 1种工艺条件对沉积结果的影响。     

铜表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/NiCrBSi梯度涂层

利用激光表面合金化和宽带激光熔覆工艺在铜基体表面制备出由Cu-Ni合金化层和NiCrBSi熔覆层组成的梯度涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及显微硬度计,系统分析合金化层与熔覆层的物相构成、显微组织及硬度。结果表明:合金化层与铜基体之间的界面呈"锯齿状",在合金化层近基材底部是一种不规则的层状结构;在合金化层中,Ni、Cu元素发生充分互溶,使合金化层的热导率降低至Cu基体的1/9,有效提升铜表面NiCrBSi熔覆层的成形能力;同时,NiCrBSi熔覆层组织致密,其强化相由γ-Ni、Cr B、M_(23)C_6及Ni_3Si构成,显微硬度明显提高,平均值达到400HV,是铜基体硬度的5倍。从铜基体到NiCrBSi熔覆层,显微硬度呈梯度增加,涂层具有里韧外硬的特征。     

塑料模具钢表面激光熔覆陶瓷复合涂层的性能研究

为了提高覆层的硬度和耐磨性,在塑料模具钢P20表面预置非晶的纳米Al2O3,TiC,WC等陶瓷硬质颗粒的涂层,采用CO2激光器进行熔覆处理。对激光熔覆陶瓷复合层的显微组织结构进行了分析,并测试了其硬度和耐磨性。结果表明:通过高能量密度的激光处理,基体和熔覆层元素相互扩散与反应,其中的WC,Al2O3,FeSi成为熔覆层中的硬质相,显著提高了材料的硬度和耐磨性。磨损后熔覆层表面主要为细小的划痕,其磨损方式主要为磨粒磨损。     

火箭发射器的涂层材料与成型工艺研究

文中从弹箭发射器的研究出发，利用有机涂层材料作为发射器的耐烧蚀、抗冲刷层，进行了涂层材料研究和成型工艺方法研究。解决了单兵用火箭发射器的重复使用和发射器的减重问题。     

涂层-金属基体界面区的激光熔合处理

对涂层-金属基体界面区的激光熔合工艺、熔合区的组织结构、元素分布进行了研究。结果表明,该方法既可保持涂层原有性能,又可增加涂层-基体间结合强度。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Al2O3涂层研究

为了改善AZ91D镁合金的表面性能,试验利用3kW横流CO2激光器在AZ91D镁合金表面上进行了激光熔覆Al+Al2O3涂层处理。熔覆后使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对熔覆层进行了微观分析,测试了熔覆层的显微硬度及摩擦磨损性能。试验结果表明:熔覆层由Mg,Mg17Al12,Al2O3等相组成,表层微观结构主要是Mg和Al的亚共晶基体及其上弥散的Al2O3颗粒;熔覆层的平均显微硬度最高达到250HV0.05,明显高于基体AZ91D(70～80HV0.05);其磨损性能与基体相比也有了较大提高。     

注塑机螺杆表面激光Cr-Mo-B合金化层制备及工艺研究

为改善螺杆的表面性能,通过激光合金化技术在45钢表面制备Cr-Mo-B三元合金化涂层,优化合金化涂层的成分及工艺,并对最佳工艺下的Cr-Mo-B合金化涂层的组织和性能进行评价。结果表明:激光Cr-Mo-B合金化涂层最佳成分的质量比为3∶7∶90,最佳工艺参数激光功率为3.1 kW,扫描速度为54 m/h,搭接率为33.3%;其合金化区组织为Cr2B、FeB、FeMo、Fe-Cr、CrxFey,形态为柱状晶;最佳工艺下的硬度可达1 020HV0.1,磨损率为1.723×10-14m3/(N·m),磨损体积为0.047 mm3,磨损体积比基体(0.140 mm3)减少0.093 mm3。     

基于遗传BP神经网络的隐身涂层老化性能评价模型

为了计算涂层在自然环境中老化物理量值与环境因子的关系,设计出一种实数编码、算术交叉、高斯变异、爬山操作的遗传BP神经网络。根据环境因子计算涂层物理量值,采用Visual studio 2008进行编程,开发出程序进行神经网络训练和预测程序。用一个涂层野外老化数据的实例来进行网络训练和预测,结果表明,模型计算出涂层最终的寿命,与实际测量值相近,表明遗传神经网络模型可以很好地用于涂层寿命预测。为了计算涂层在自然环境中老化物理量值与环境因子的关系,设计出一种实数编码、算术交叉、高斯变异、爬山操作的遗传BP神经网络。根据环境因子计算涂层物理量值,采用Visual studio 2008进行编程,开发出程序进行神经网络训练和预测程序。用一个涂层野外老化数据的实例来进行网络训练和预测,结果表明,模型计算出涂层最终的寿命,与实际测量值相近,表明遗传神经网络模型可以很好地用于涂层寿命预测。     

激光熔覆科尔莫落依合金涂层的奥氏体不锈钢表面组织和耐磨性研究

为提高AISI316L奥氏体不锈钢的耐磨性能,采用CO2激光技术对其表面进行了激光熔覆Colmonoy 6合金涂层的研究。采用扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对熔覆层微观组织结构进行了分析,并采用硬度计、摩擦磨损试验机等仪器对其性能进行了测定。研究发现激光熔覆前进行450℃预热及熔覆后的保温缓冷是防止裂纹产生的有效手段。试验结果表明,熔覆区凝固组织形态为典型的树枝晶,主要是由γ-Ni固溶体和M23(CB)6、BNi3及CrB等化合物相构成;熔覆层的表面硬度得到显著提高,摩擦系数相对较低,耐磨性相对提高了53倍。磨损形式为磨粒磨损。     

钛合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂层的组织性能分析

利用激光熔覆技术,通过同轴送粉方式在钛合金基体表面分别制备HA/HT/T梯度涂层、HA/TiO_2涂层及纯HA涂层3种钛合金羟基磷灰石生物陶瓷涂层,并对3种不同涂层的金相组织、微观形貌、元素成分、界面结合强度等性能进行分析比较。结果表明:与纯HA涂层和HA/TiO_2涂层相比,HA/HT/T梯度涂层各区域界面结合更为紧密,无明显裂纹或孔洞形成,HA/HT/T梯度涂层由底层至表层表现为从致密到疏松的梯度结构,涂层表面Ca/P质量比为1.64,接近于自然骨的Ca/P质量比,纯HA涂层、HA/TiO_2涂层及HA/HT/T梯度涂层的界面结合强度值呈递增趋势;梯度涂层可有效改善热膨胀系数失配、降低残余应力,进而提高界面结合强度,克服涂层存在的易脱落、溶解等缺陷。     

选区激光熔化TiC/AlMgScZr复合材料的成形工艺研究

为了获得组织均匀且高致密的TiC/AlMgScZr复合材料,用低能球磨技术将50 nmTiC增强颗粒和15～53μm铝合金粉末进行预分散处理,基于选区激光熔化（SLM）技术,研究激光能量密度、功率和扫描速率对复合材料致密度的影响。结果表明：在层厚为30μm、扫描间距为0.12 mm、激光功率为280 W、扫描速率为800 mm/s的工艺条件下,可获得成形质量最佳的复合材料,其致密度为99.49%。显微组织表征发现,沉积态复合材料中存在少量的Al3(Sc、Zr)相,无界面反应产物和其他杂质。复合材料平均晶粒尺寸为720 nm,TiC颗粒使热影响区的晶粒明显细化,呈均匀的等轴状。     

碳纤维复合材料激光表面去除仿真研究

以COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件为载体,建立激光与碳纤维相互作用的温度场和应力场,研究碳纤维受激光烧蚀后的表面温度场和应力场特性.结果表明:对于激光的周期性往复烧蚀,温度场和应力场均呈周期性变化.不同激光参数下温度场的影响主要表现在温度高低和升温速率,对应力场的影响主要表现在应力大小和增量.该仿真研究对复合材料激光表面处理有一定参考价值.     

基于尺寸预测的激光立体成形30CrNi2MoVA工艺参数研究

30CrNi2MoVA钢广泛应用于兵器装备制造行业,采用该材料进行激光立体成形工艺研究。通过回归正交设计方法,结合同轴电荷耦合元件相机对熔池形貌实时监测,选用指数型回归模型得到了激光立体成形主要工艺参数对30CrNi2MoVA钢单道熔覆尺寸的影响规律,明确了影响熔覆层宽度和高度的显著性因素及相应回归方程。光斑直径、激光功率和扫描速率显著影响熔覆层宽度,熔覆层宽度同光斑直径和激光功率呈正相关而同扫描速率呈负相关;扫描速率和送粉率显著影响熔覆层高度,熔覆层高度同扫描速率呈负相关,同送粉率呈正相关。实验验证结果表明：该成形尺寸预测模型准确。基于熔覆层宽高比预测值确定了在3.5 mm光斑直径下成形30CrNi2MoVA钢的工艺参数选择范围,激光功率应处于1 300~3 000 W之间,送粉率在0.7~2.5 r/min之间,扫描速率在5 ~12 mm/s之间。