H13模具钢激光熔凝层的组织及性能

对H13模具钢激光表面熔凝层的组织结构和硬度、磨损性能、电化学腐蚀性能进行了分析研究，结果表明：H13钢经激光熔凝处理后可在表面获得平滑、均匀致密、无裂纹的硬化改性层，显著提高了材料的抗磨损和腐蚀性能，从而提高了模具的潜在使用寿命。     

3Cr2W8V模具钢激光熔凝＋渗氮复合处理的组织与耐磨性研究

采用横流CO2激光器对3Cr2W8V热作模具钢表面进行激光熔凝处理,然后对激光处理后的试样进行QPQ盐浴渗氮复合处理.用电子显微镜观察了复合处理后3Cr2W8V钢试样的金相组织,并通过划痕硬度试验和磨损试验测试了QPQ盐浴渗氮试样和经激光熔凝处理再进行QPQ盐浴渗氮试样的硬度和耐磨性.结果表明,经过激光熔凝处理的试样具有更好的渗氮效果,在渗氮时间相同的条件下,经激光熔凝处理冉进行QPQ盐浴渗氮复合处理的试样渗氮层更深,划痕硬度和耐磨性较未采用激光处理直接渗氮的试样都有较大幅度地提高,其中划痕硬度平均提高了15.6%,耐磨性平均提高了47.9%.预先激光熔凝再盐浴渗氮的复合处理工艺町以较大幅度地提高工件表面的耐磨性.     

激光熔凝处理对P20钢组织及性能的影响

目的 提高P20模具钢的表面硬度和耐磨性能。方法 采用激光熔凝技术对P20模具钢表面进行强化处理。通过硬度梯度检测和摩擦磨损测试,分别评价熔凝层的硬度分布特征和耐磨性能,并通过光学显微镜和扫描电子显微镜对熔凝层及磨痕形貌进行分析。结果 使用激光输出功率为500 W、光斑直径为2.5 mm、聚焦透镜距离为40 mm、扫描速度为6 mm/s、搭接率为45%、氮气保护的激光熔凝工艺所得熔凝层的组织细小,无脱碳、畸变、裂纹等缺陷,熔凝处理质量高。熔凝过程中单道激光熔凝层呈半椭圆形分布,最大深度为610～620μm。熔凝处理后表面硬度提升显著,熔凝层的硬度分布与熔凝层的区域位置有关,具有较高硬度且硬度保持基本稳定的熔凝层深度约为400μm;单道激光熔凝层最高硬度可达460～480HV,重叠影响区即双熔凝区的最高硬度在540～560HV之间,即熔凝层硬度普遍较基体硬度提高了60%以上。此外,P20模具钢经过激光熔凝处理后耐磨性能提升明显,其平均摩擦因数约为0.85,熔凝处理的磨损失重较未处理的试样减少了约61%,其磨损机制主要表现为磨粒磨损和少量的黏着磨损或剥落脱离。结论 激光熔凝处理能够显著提高...     

激光表面淬火对H13钢显微组织及性能的影响

对经激光表面淬火的H13模具钢的显微组织及性能进行了观察分析,发现其显微组织和性能基本呈梯度变化;强化层晶粒明显细化,并出现孪晶亚晶组织。强化层深度可达1.0 mm;硬度峰值出现在次表层;平均显微硬度可提高25%左右。高温耐磨性和耐腐蚀性显著提高。激光表面淬火工艺参数具有一定的范围限制。     

CrWMn冷作模具钢激光热处理组织和性能研究

为了提高CrWMn冷作模具钢表面硬度和耐磨性,通过HGLaser6060激光器对CrWMn钢进行激光表面热处理。运用金相显微镜观、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究激光热处理工艺参数对CrWMn钢激光淬火层的组织和性能的影响。结果表明,激光表面热处理后,模具钢的硬化层组织明显细化,表面硬化层厚度约为0.60 mm,且表面硬度明显高于心部,耐磨性性能显著提高。     

不锈钢激光熔凝工艺研究

采用激光熔凝技术对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行单道扫描,研究不同激光工艺参数下熔凝层微观组织和显微硬度的变化.结果表明:激光熔凝区品粒细小,熔凝层显微硬度较基体硬度有所提高,最高硬度可达288HV.可以推断采用激光熔凝技术,能够提高不锈钢的硬度,改善其耐磨性能.     

扫描速度对镁合金激光熔凝层组织及性能的影响

采用500 W脉冲激光器以不同扫描速度在AZ91D镁合金表面进行激光熔凝,运用XRD、SEM、EDS等手段测试了熔凝层的组织、显微硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。结果表明,激光熔凝能提高镁合金的表面硬度及耐磨性,但未能提高其耐蚀性能。激光扫描速度对熔凝层的硬度影响不大。     

H13钢模具电火花表面强化工艺参数优化分析

采用正交试验法对H13钢模具电火花表面强化工艺参数进行了研究。优选结果表明,电极材料是影响电火花强化层性能的最主要因素;石墨电极是最佳的强化电极,其强化的涂层在耐磨性、组织形貌和显微硬度方面都表现出优异特性。     

H13钢激光熔覆陶瓷修复层的参数优化

针对H13模具钢失效而产生的磨损以及腐蚀等表面问题,采用镍基碳化硅粉末,对H13模具钢的修复层进行参数优化. 为了探究激光熔覆中激光参数对修复层的影响,采用不同的激光电流、离焦量为优化工艺参数进行激光熔覆试验,发现改变激光电流、离焦量的大小对修复层的熔覆尺寸、微观组织以及力学性能均有不同程度影响;熔覆层的几何稀释率随着激光电流的增大而增大,熔覆层的晶粒尺寸变粗;熔覆层的几何稀释率随着离焦量的增大而减小,熔覆层的晶粒尺寸变细. 通过金相显微镜、SEM和显微硬度仪分析得到优化结果为:激光电流115 A、离焦量51 mm,熔覆层显微硬度值达到最高,约为基材硬度的2.6倍. 上述研究成果为提高模具失效表面激光熔覆修复层质量提供理论和技术依据.     

激光表面熔凝对超级13Cr不锈钢组织与性能的影响研究

研究了激光表面改性对超级13Cr不锈钢油管组织和耐蚀性能的影响。结果表明,采用200 W激光功率、5 mm/s扫描速率可在超级13Cr不锈钢表面获得厚度为200μm的熔凝层,熔凝层与不锈钢基体之间存在厚600μm的过渡层。激光熔凝层与过渡层均为马氏体组织,不锈钢基体为马氏体+奥氏体组织。熔凝层的硬度为410 HV,比基体硬度提高约25%;过渡层硬度为360～400 HV。与熔凝层和基体相比,过渡层的钝化区最宽、维钝电流密度最小且具有更高的点蚀电位和Kelvin电位。熔凝层的焊道界面处对局部腐蚀较为敏感。激光表面熔凝方法能显著提高超级13Cr不锈钢的表面硬度,超级13Cr耐腐蚀性能顺序为过渡层基体熔凝层,激光表面改性可在超级13Cr油管表面获得具有高耐蚀性的过渡层。     

激光熔凝处理对Ni3Al金属间化合物表面组织与耐磨性的影响

采用激光对金属间化合物Ni3Al进行表面熔凝处理,用电子显微镜观察了激光熔凝处理后的Ni3Al 试样的金相组织,并通过划痕硬度试验和磨损试验测试了试样经激光熔凝处理后的划痕硬度和耐磨性.结果表明,金属间化合物Ni3Al经激光熔凝处理后,组织得到了明显细化,划痕硬度和耐磨性较未采用激光熔凝处理的试样都有较大幅度地提高,其中划痕硬度最少提高了106.95％,耐磨性最少提高了200％.     

AM50A镁合金激光表面熔凝层的强化效果与机理

采用CO2连续激光对AM50A镁合金表面进行熔凝处理,分析激光熔凝层的组织、性能和强化机理.结果表明:激光熔凝层晶粒得到高度细化,且随着扫描速度的增大,晶粒细化更为明显;熔凝层内合金元素Al的固溶度增加,β(Mg17Al12)的含量有所减少,但β相的分布更加均匀弥散;熔凝层的显微硬度(Hv55～75)明显高于基体的显微硬度(约HV40).磨损实验表明,激光熔凝试样的磨损体积是未处理试样的35%,耐磨性有了较大提高.熔凝层的强化机理主要是细晶强化,此外合金元素Al固溶度的增加及β相的弥散析出也有一定的强化效果.     

灰口铸铁的激光表面熔凝硬化

利用激光熔凝化技术对灰口铸铁表面进行了硬化处理。通过SEM分析发现，熔凝硬化区呈现出典型分层结构，同时，因石墨的固溶强化作用，显著提高了熔凝区硬度和耐磨性。对不同扫描间距试样进行耐磨性试验表明，当扫描间距为12mm时相对耐磨性达到极大值。     

H13模具钢低温盐浴氮碳钒共渗工艺研究

探讨了H13模具钢的低温盐浴氮碳钒共渗工艺,并对渗层组织、硬度、渗层中的元素分布以及物相组成等进行了研究。结果表明:低温盐浴氮碳钒共渗工艺明显提高了H13模具钢的显微硬度,并且渗层中的物相有利于提高模具的热疲劳性能和耐磨性,采用该工艺处理H13热作模具,使用寿命有了明显改善。     

激光淬火参数对钻具4145H钢磨损性能的影响

采用激光淬火工艺对钻具用4145H钢进行了表面强化处理,并利用仿真和实验进行了验证,综合考虑硬度、耐磨性能等指标,对激光功率和激光扫描速度等热处理参数进行了优化.结果 表明:4145H钢表面淬硬层硬度以及耐磨性随激光扫描速度和激光功率的增加呈现先增大后减小的趋势,当激光淬火速度为400 mm/min、淬火功率为2 kW时,硬化层晶粒细小,耐磨性能最佳,具有相变硬化效果,该优化参数可作为4145H钻具的表面处理参数.     

激光冲击对热作模具钢残余应力场的影响规律研究

研究了激光脉冲能量、激光光斑直径等工艺参数对激光冲击H13热作模具钢表面及深度方向的残余应力大小和分布的影响,系统研究了激光冲击对H13热作模具钢的表面强化机理。结果表明,随激光脉冲能量和光斑直径的增加,沿X轴方向的表面残余压应力增加,但增加幅值逐渐减小,最大残余压应力可达700 MPa;深度方向的残余压应力也会增加,增幅也是逐渐变小。研究发现,激光冲击H13热作模具钢对沿X轴方向表面残余应力的影响范围与激光脉冲能量和激光光斑尺寸等参数无关。数值分析结果和实际结果吻合度很好,为H13热作模具钢性能的提高和改善提供了新方法。     

H13模具钢低温盐浴氮碳钒共渗工艺研究

探讨了H13模具钢的低温盐浴氮碳钒共渗工艺,并对渗层组织、硬度、渗层中的元素分布以及物相组成等进行了研究.结果表明：低温盐浴氮碳钒共渗工艺明显提高了H13模具钢的显微硬度,并且渗层中的物相有利于提高模具的热疲劳性能和耐磨性,采用该工艺处理H13热作模具,使用寿命有了明显改善.     

轧辊表面宽带激光熔凝过程的相变及力学性能研究

综合考虑温度、相变和应力的耦合作用,运用有限元法分析了42CrMo轧辊在宽带激光单道扫描和叠道扫描下熔凝层的显微组织、硬度和残余应力分布规律及演变过程。计算结果表明,激光熔凝冷却过程中产生的马氏体相变对熔凝层的硬度和应力分布均有很大影响。单道激光熔凝层相变生成的马氏体比例高达80％以上,熔凝强化层的显微硬度值提高2.5～3倍,熔凝区内表现为残余压应力,热影响区则为拉应力;叠道激光熔凝后试件表面实际硬度值有所下降,且搭接区存在局部软化带。计算结果与实际分布规律基本相同,可为制定工艺、预测熔凝区性能变化提供理论依据。     

激光表面熔凝处理过共晶Al-Si合金的疲劳裂纹扩展行为

试验研究了Al-20%Si合金在激光表面熔凝处理后的显微组织特征及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展形为的影响。结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的显微组织得到了明显细化,熔凝层主要由细小的初生Si、-αAl及Al-Si共晶相组成,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理显著提高了试验合金的疲劳裂纹扩展抗力。     

激光熔凝处理20CrNi钢轧辊的组织及性能

采用5kW连续CO2激光器对20CrNi钢进行激光熔凝处理.并对显微组织、硬度、抗回火性及耐磨性进行分析.结果表明,激光熔凝区和相变硬化区生成马氏体组织,熔凝区硬度明显提高.20CrNi钢经激光熔凝处理后,由于细晶强化及合金元素的同溶强化作用,抗回火性明显提高.20CrNi钢的磨损机制是疲劳剥落及犁削,激光熔凝处理后耐磨性显著提高,磨损表面平整,磨痕较浅.