A COMPREHENSIVE MODEL OF LASER CLADDING

A novel model was presented to predict the evolutionary development of cladding layer, and a method based on Lambert-Beer theorem and Mie's theory was adopted to treat the interaction between powder stream and laser beam. By using the continuum model and enthalpy-porosity method, the uid ow and heat transfer in solid-liquid phase change system were simulated. The commercial software PHOENICS, to which several modules were appended, was used to accomplish the simulation. Numerical computa- tion was performed for Stellite 6 cladding on steel, the obtained results are coincident with those measured in experiment basically.     

同步送粉激光熔覆的粉末分布密度

提出了粉末分布密度这一新概念，即同步送粉激光熔覆时基体单位面积上分布的覆层粉末质量。以临界覆层为研究对象，研究了同步送粉激光熔覆时粉末分布密度与最小比能的关系及其对临界覆层宏观质量的影响。研究结果表明，粉末分布密度与最小比能呈线性关系，前者也是覆层高度和边界角的重要影响因素     

THE MULTI-LAYER LASER CLADDING OF Ni60 ALLOY

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｈａｓｄｒａｓｔｉｃａｌｌｙｃｈａｎｇｅｄｅｖｅｒｙｆｉｅｌｄｏｆｐｅｏｐｌｅ’ｓｌｉｆｅ．Ｉｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ,ｉｔｂｒｏｕｇｈｔｏｕｔａｎｏｖｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎ１９８０’ｓ,ＲａｐｉｄＰｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ（ＲＰ）．Ｉｎｔｈｅｌａｓｔｆｅｗｙｅａｒｓ,ａｎａｔｕｒａｌｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｃｏｎｃｅｐｔｏｆＲＰｈａｓｅｍｅｒｇｅｄｉｎｔｈｅｕｓｅｏｆｍｅｔａｌｐ…     

激光熔覆制备Fe3Al覆层的研究

以纯Fe3Al粉为原料在钢基体表面激光熔覆制备Fe3Al金属间化合物。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射实验方法等对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与物相结构的分析。实验结果获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂，但存在少量裂纹的合金层，合金层与基体间完全冶金结合；熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成，覆层组织为粗大等轴状晶团，等轴状晶团由大量极细小的条状Fe3Al晶粒构成，一些相邻的条状晶粒之间具有基本一致的晶体学取向。熔覆合金层显微硬度约为500HV。     

激光熔覆巴基管／球墨铸铁的研究

本文以巴基管为涂层，采用激光熔覆并辅以后续热处理的方法，对珠光体球墨铸铁进行改性处理，所得样品的表面硬度达ＨＲＣ６５。观察电镜（ＳＥＭ）观察表明，样品的组织主要为马氏体及网状碳化物，同时，产生了具有规则几何形状的晶体，它的形成与马氏体的转变有关。     

激光熔覆对改善等离子涂层界面结合性能的研究

研究激光熔覆对改善等离子涂层界面的作用,基体待喷表面采用激光熔覆工艺预处理,在涂层－基体的界面处形成成分、显微硬度呈梯度分布的熔覆层,三点弯曲试验结果表明：界面梯度有显改善喷涂材料的界面结合状况,使界面承受外载茶的能力提高,并用相关的有限元程序分析了试样承载时界面处剪切应力的分布。     

Stellite 6+WC激光熔覆层微观组织的演变

采用双简双路送粉法研究了WC含量（体积分数）分别为0％，9％，18％，27％，30％，45％，54％，72和100％时Stellite6 WC的激光熔覆。在E24低碳钢上熔覆的Stellite6 WC涂层微观组织演变中发现了两种明显不同的凝固特征。第一种凝固特征以先共晶枝晶和枝晶间共晶为主导。WC含量从0－36％，加入的WSC完全溶解，凝固组织包含α-Co,σ-CoCr和M7C3类碳化物。第二种凝固特征以各种块状。花状、蝴蝶状及星状析出物和基体为主导，WC含量从45％－100％，大部分WC溶解。基体中最高W含量（质量分数）为26％左右。析出物中的最高W含量达64．6％，微观组织包含WC，Co和各种Co-W-C/Fe-W－C复杂碳化物。激光熔覆纯WC时出现了许多内部含W约91％，外围含W约68％的特殊块状组织，可能是包晶反应冻结的产物。     

激光熔覆TiC／（Ni＋Cr）复合粉涂层的显微组织

用ＣＯ２连续激光在５ＣｒＮｉＭｏ钢表面熔覆包覆细颗粒ＴｉＣ复合粉末涂层。微观分析结果表明：ＴｉＣ颗料周围优先被Ｃｒ相晶粒包覆；粘结金属在凝固应力作用下，Ｎｉ相晶粒形成滑移带，Ｃｒ相晶粒形成孪晶；ＴｉＣ不易溶解于液态中，而易溶于Ｆｅ基合金中；凝固过程中ＴｉＣ在涂层与基体的液相交互扩散区中析出，并发现碳化物（Ｆｅ，Ｃｒ）２３Ｃ６；同时还形成大量α和γ微量。     

TiC/Ti复合材料激光熔覆层的冲击磨粒磨损性能

在Ti6A14V表达通过激光熔覆工艺原位合成TiC/Ti金属基复合材料涂层，其基体组织结构随表层预置合金粉末成分的变化而改变，采用单摆划痕装置测试原位合成TiC/Ti复合材料涂层的冲击磨粒磨损性能，结果表明，与基材Ti6A14V相比复合材料激光熔覆层的抗冲击磨粒磨损性能提高了2倍，且随表层预置粉末中Cr3C2含量的增加，反应生成的TiC含量增加，涂层抗冲击磨料磨损性能提高。     

激光熔覆镍基合金和Ni/WC涂层的磨损特性

采用热喷涂方法预置0．5mm厚度的涂层，研究在激光熔覆过程中不同的激光功率对涂层组织特性的影响，对镍基合金涂层和Ni/WC陶瓷涂层进行耐磨实验，结果表明，两种涂层存在不同的磨损特性，WC陶瓷颗粒在涂层及其表面的均匀分布可提高涂层的耐磨性，硬度和韧性的相互匹配是提高材料磨性的有效方法。     

激光熔覆Fe-Si涂层的超精细结构

以激光熔覆法在低硅钢表面制备出高硅含量的Re-Si涂层.用扫描电镜、透射电镜、Mossbauer谱、X射线衍射等方法研究了硅钢基体和熔覆涂层的微观组织和室温超精细结构及其变化.结果表明,涂层与基体结合良好,自结合界面起至熔覆涂层表面的显微组织依次为平面晶、柱状树枝晶和细小树枝晶组织;熔覆涂层中存在6种可区别的Fe原子组态;涂层中含Si主要相为α-Fe类型相,以无序固溶体形式存在,其相对含量占69.6%(体积分数);α-Fe类型相中随Fe原子近邻Si原子数的增加,同质异能移位值增大,超精细磁场值减小.     

送粉形式对等离子粉末堆焊效果的影响

介绍了目前等离子弧粉末堆焊常用的几种送粉形式，较详细地分析了其利弊，着重分析了送粉方式对粉末熔敷效率的影响因素，并通过大量分析及实验验证，给出了同时获得高熔敷速度低稀释率的最佳送粉形式。     

激光熔敷抗氧化与隔热涂层组织结构及高温性能研究

对镍基高温合金上激光重熔等离子喷涂热障涂层进行研究,并对其高温性能进行了测试.结果表明,ZrO2陶瓷涂层为细化柱状晶,柱状晶晶界处含Al、Ti等元素,NiCoCrAlY结合层为奥氏体胞晶.相分析确定形成了立方和四方混合ZrO2.其高温氧化和热循环性能比等离子喷涂形成的热障涂层显著提高     

WIDE-BAND LASER CLADDING: WEAR AND CORROSION RESISTANCE OF A Ni-BASED ALLOY

1.Introducti0nTheselectionofamaterialforagivenapplicati0ncanbebasedup0nitssurfaceproper-tieswhenacorr0sionand/0rwearenvironmentisinvolved,and/oruponitsbulkpr0pertieswhenmechanicalresistancet0traction0rcreepisrequired.Lasersurfacemodificati0n,duet0itsproducti0nofhigh-qualitysurface,hasreceivedincreasingattenti0nfromthematerialsscientistsinthelasttw0decadesl1-6].Fromanindustrialpoint0fview,lasercladdingisprobablythem0stpromisingprocessf0renhancingthecorrosionandwearre-sistance0facontactsurface.L…     

激光形成原位TiC颗粒增强涂层的组织及性能

利用激光熔覆制备了ＴｉＣ颗粒（ＴｉＣｐ）增强金属基复合材料涂层,其中ＴｉＣｐ为激光熔覆过程中原位形成。细小的原位ＴｉＣｐ尺寸为几十至几百纳米,弥散分布于晶粒内部,并在涂层中呈密度梯度分布;高分辨电子显微镜证实了ＴｉＣ／涂层合金的相界面洁净,无界面反应物及非晶结构存在;涂层具有较高的显微硬度及耐磨损性能。     

激光多层涂敷过程中的温度场测量与数值模拟

用多路热电偶对激光多层涂敷过程的温度场进行了实时测量，测量结果显示在激光多层涂敷过程中，工件的温度呈近似周期性的变化；在最初的两层时，基材内部的温度变化很剧烈，随着涂敷层数的增加，基材内部的温度逐渐上升，同时温度变化趋于平缓、采用测量数据作为边界条件对工件的温度场进行了有限差分数值模拟，研究表明，激光多层涂敷过程中熔池内的温度梯度在10^5--10^6K／m数量级，在工艺参数保持不变的情况下，激光熔池的尺寸随着涂敷层数增加而增大，而温度梯度则随之减小.     

激光熔覆Cu-Mn合金电解腐蚀选择性溶解及纳米多孔涂层制备研究

采用激光熔覆结合熔覆层激光快速重熔工艺,在45钢表面制备了成形良好、稀释率低的Cu-Mn合金涂层,涂层微观组织为细小的树枝晶,随着激光重熔速度的提高,二次枝晶间距统计平均值从3.1μm减小为1.6μm.动电位扫描测试表明,对于不同的电解液,Cu-Mn合金表现出选择性溶解特性.对合金涂层在HCl和KNO_3溶液中进行电解腐蚀脱合金后,分别成功制备了纳米多孔结构的Cu涂层和Mn涂层.纳米多孔Cu孔径尺寸为30—50 nm,而纳米多孔Mn的微观形貌为类似于丝瓜筋的网状结构,粗糙度系数高达900.     

FeCrSiB合金激光熔敷中对流传质研究

在FeCrSiB合金激光熔敷层中观察到对流图案,研究了光束对称性、基材对熔层稀释等与对流之间的关系,发现了对流引起的宏观偏析,理想的激光熔敷应具有低稀释率(<5％)     

激光熔覆FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层

研究了激光熔覆后经600—1000℃退火处理的FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层的组织和性能.结果表明,激光熔覆过程中的快速凝固条件有利于抑制涂层中金属间化合物的析出,涂层具有bcc结构,为有序固溶体,具有较高的硬度(900 HVo 5),相结构和硬度的高温稳定性好;涂层组织为树枝晶,Fe,Cr和Si在枝晶间富集,而Ni,Co和Al在枝晶中富集.随退火温度升高,Al和Si的偏析程度加剧,而其余元素的偏析变化不明显.EBSD研究显示熔覆态涂层的枝晶和枝晶间界面分布有大量小角度晶界,经600℃退火5 h后小角度晶界转变为大角度晶界,晶粒被细化.     

PREPARATION OF ULTRAFINE POWDER OF Fe AND ZrO_2 WITH METASTABLE PHASES BY HIGH POWER LASER BEAMS

The radiation of material surface by high intensity laser beams is used to produce the uhrafinepowder of pure Fe and ZrO_2.The morphology,size and phases of the powder were examinedby X-ray diffraetometer,scanning electron microscopy as well as transmission electronmicroscopy.In pure Fe a considerable quantity of γ-phase was found in the powder.InZrO_2 powder,instead of stable phase,two metastable phases appeared.