激光焊接超细基胎体金刚石薄壁钻

采用激光焊接超细预合金粉胎体,开发了新的薄壁钻产品,通过对与现有的产品工艺、性能测试以及实际使用分析对比,结果表明：激光焊接与普通钎焊相比结合强度提高2－3倍,克服了胎体脱落问题,胎体耐磨性提高了50％－120％,其中轴向磨损速率提高1．2倍;钻削速度提高30．4％,工矿适应性增加,使用寿命提高25％－108％。     

芽孢杆菌L-510生物降解原油的特性及现场应用

为提高原油采收率,利用芽孢杆菌L-510对原油进行生物降解,经室内特性分析实验表明,经芽孢杆菌L-510处理后,原油中轻组分范围变宽,非烃组分含量平均增加2．09％,沥青质含量平均下降1．29％;原油含蜡量平均降幅为17．6％,胶质含量平均降幅为26．5％;原油的流动性得到改善,粘温曲线初始表观粘度与处理前相比降幅达50％。用该菌在葡北油田进行微生物吞吐现场试验,生产井经该菌处理4个月后,有效井达到80％,产液量增幅43．8％,产油量增幅51．4％。该菌株可广泛应用于采油工程领域,特别是微生物强化采油领域。     

黑岱沟露天矿配煤管理的探讨

通过对黑岱沟露天矿 6 号煤层煤质及用户对商品煤质量的要求,阐述了配煤的必要性及如何搞好配煤管理。     

固溶温度对激光增材制造Inconel 718合金组织和性能的影响

目的探索激光增材制造Inconel718高温合金最理想的固溶处理制度。方法利用激光增材制造技术制备了Inconel 718合金,通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、能谱分析和维氏硬度测试等方法,研究了固溶温度对其组织、析出相及硬度的影响。结果不同固溶温度对Inconel 718的晶粒尺寸有很大影响。在固溶温度1000℃下保温1 h,沉积层开始出现再结晶现象。当固溶温度继续增加到1080℃时,与沉积态的组织相比,晶粒明显细化且再结晶过程基本完成。此外,不同固溶温度条件下,Inconel718的相析出和溶解行为也有所差异。固溶温度为940℃时,在未溶解的Laves相周围存在明显的δ相,当固溶温度继续提高时,δ相由于固溶作用而数量减少。另外,不同固溶温度处理后的合金显微硬度也表现出规律变化。当固溶温度为940℃时,试样硬度高于沉积态硬度,但是随着固溶温度持续升高,合金的显微硬度开始迅速下降并低于沉积态硬度,1050℃时保持稳定;当温度高于1150℃时,显微硬度继续迅速下降。结论激光增材制造Inconel718合金的热处理制度不同于铸造和锻造的热处理制度,其较为理想的固溶制度为1080～1150℃保温1 h。     

金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响

目的研究不同金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响。方法利用超音速激光沉积技术制备金刚石/Cu复合涂层。采用扫描电镜和摩擦磨损测试对涂层的显微组织结构和磨损性能进行了分析,用激光闪烁法测量复合涂层的热导率。结果金刚石均匀分布在复合涂层中,原始粉末中金刚石体积分数从30%增加到50%时,复合涂层中金刚石颗粒的面积占比仅从14.01%升至16.79%,远低于金刚石颗粒在原始粉末中的含量。400目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为296 W/(m·K),摩擦系数为0.551;800目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为238 W/(m·K),摩擦系数为0.545。结论原始粉末中金刚石配比的增加并未对复合涂层中金刚石含量的提升有显著作用。金刚石/Cu复合涂层的热导率随着增强相颗粒含量的增加而降低,随着增强相颗粒粒径的增大而提高。不同粒径金刚石颗粒的添加能显著降低Cu涂层的摩擦系数,且小粒径金刚石颗粒的添加使复合涂层的摩擦系数更低和更稳定,从而使其具有更小的磨损量和磨痕宽度,表现出较优的耐磨损性能。     

316L不锈钢激光瞬时退火软化工艺研究

目的解决冲压中加工硬化导致的高强度低塑性的问题。方法提出以矩形光斑的温控模式激光为热源,对工件进行选区瞬时退火,达到局部软化的目的。通过金相显微分析、显微硬度分析、力学拉伸及断口分析,分别评价激光瞬时退火软化后试样显微组织、显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和断口形貌。结果金相组织显示,不同工艺条件下的晶粒大致呈现变形晶粒、再结晶晶粒、细小晶粒和较大等轴晶4种状态。由显微硬度可知,固溶态母材硬度为173HV0.2,加工硬化后达到341HV0.2。当激光温控温度为1400℃,扫描速度分别为5、10、15 mm/s时,软化处理后硬度分别为164、173、257HV0.2。而扫描速度一定时,激光温控温度越高,软化处理后硬度越低。对试样做室温拉伸试验发现,激光瞬时退火后强度降低,塑性提高。当温控温度为1400℃,扫描速度为5 mm/s时,抗拉强度由加工硬化后的911 MPa下降到591 MPa,接近固溶态母材的570 MPa,断后伸长率由18.2%恢复到54.7%,达到固溶态母材的95.5%。结论激光瞬时退火软化可有效降低加工硬化后的材料强度,提高材料塑性,使其恢复大变形能力。其软化程度随激光温控温度的降低、激光扫描速度的提高而降低,在较优工艺参数下,激光瞬时软化后性能甚至优于母材性能。     

激光同步辐照对电化学沉积铜组织结构及结合力的影响

目的 解决单一电化学沉积制备铜镀层沉积速度慢、沉积颗粒易团聚、晶粒生长不均匀及其与基体结合力差等问题。方法 采用沉积前激光处理、沉积过程激光同步辐照的方法,在316L不锈钢上制备铜涂层,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、自动划痕仪分析了铜镀层表面形貌、截面厚度、涂层物相和结合力,探究了激光的增强作用和复合沉积技术下镀层的生长机制。结果 激光同步辐照促进了晶粒的高择优取向及沉积电位的正移。单一晶面的高择优取向利于提高镀层晶粒生长的均匀性,使镀层表面的凸起、孔洞明显减少,变得平整致密。同时,激光同步辐照使镀层表面粗糙度维持在一个较低的范围,使沉积质量不会随沉积时间的增加而降低,有利于电化学沉积的继续进行,实现镀层增厚。相同沉积时间(60 min)下,传统电化学沉积所得镀层的沉积厚度为62.62μm,表面粗糙度为4.741μm;而激光同步复合电化学沉积所得镀层的沉积厚度为138.39μm,表面粗糙度为0.995μm;且镀层表现出与基体更佳的结合力,与基体间的极限载荷可达98.2 N。结论 激光同步辐照提高了铜镀层的沉积效率、质量及其与基体间的结合力。     

连接金具用Q235钢表面激光合金化耐磨耐蚀涂层的组织及性能研究

目的 解决电网连接金具存在的硬度低、耐磨性差、易腐蚀失效等问题。方法 采用激光合金化工艺在常见连接金具材料Q235钢表面制备均匀致密的K500涂层和K500+WC复合涂层,研究涂层的物相组成、微观组织、WC颗粒的溶解析出行为,并对其耐磨性能和耐蚀性能进行分析。结果 K500涂层由γ-(Fe, Ni, Cu)单相固溶体组成,其组织结构从底部到顶部经历了从平面晶向柱状晶、枝晶,最后到顶部等轴晶的转变。K500+WC涂层主要由γ相固溶体、WC、W2C组成,在熔池中WC颗粒边缘溶解,形成了几微米的元素扩散区域,该区域内析出枝晶状、块状碳化物,熔池底部富Fe元素区域还析出了鱼骨状Fe3W3C碳化物。K500涂层和K500+WC涂层的平均显微硬度分别为244.73HV0.2、355.27HV0.2,磨损率分别比基材降低了41.48%、85.39%,耐磨性能显著提升,这得益于γ相的固溶强化及碳化物的弥散强化效应。结论 K500涂层中的Ni、Cu等元素在腐蚀初期会形成致密的氧化膜,将涂层与腐蚀性介质隔离,有效降低了腐蚀速率。加入WC颗粒后,耐蚀性良好的γ相含量降低,涂层内部微界面增多、腐蚀通道增加,导致K500+WC涂层的耐蚀性略微降低,但仍明显优于基材。     

不同气氛对激光熔覆IN718涂层形貌、组织与性能的影响

目的研究不同气氛条件下激光熔覆IN718高温合金涂层的微观偏析。方法利用激光熔覆技术,在不同送粉气和不同保护气条件下制备了IN718高温合金涂层,并对制备的涂层进行双时效热处理。采用光学显微镜观察显微组织结构和特征,采用扫描电镜和能谱仪对涂层组织和相成分进行分析,采用维氏硬度计对涂层热处理前后的硬度进行测定。结果送粉气种类对熔覆层的形貌和组织有一定影响,而保护气种类对熔覆层的形貌和组织影响不明显。与氩气作为送粉气制备的涂层相比,氦气作为送粉气制备的涂层组织更加细密,Laves相的尺寸更小且分布更均匀,Laves相的体积分数由氩气送粉的9.35%减少到氦气送粉的5.25%,并且Laves相中Nb的质量分数由20%下降到16%,涂层硬度由287HV0.2提高到306HV0.2。双时效热处理后,涂层的显微硬度明显提高,氦气作为送粉气制备的涂层硬度为468HV0.2,高于氩气作为送粉气制备的涂层硬度447HV0.2。结论氦气作为送粉气能有效降低激光熔覆IN718涂层的Nb元素偏析,同时细化涂层组织,提高涂层显微硬度。氦气作为保护气对涂层形貌和组织的影响不明显。     

激光熔覆汽轮机转子表面涂层的显微组织研究

针对激光熔覆再制造汽轮机转子轴颈,采用2 kW半导体激光器进行同轴送粉的激光熔覆Fe基合金试验,并在激光熔覆过程中对加工点附近的温度进行监控。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能量色散谱仪(EDS)研究了熔覆层的显微组织形貌、相结构与成分。结果表明,激光熔覆加热集中,检测部位的最高温度未超过70 ℃,整个修复过程平稳。Fe基合金熔覆层组织均匀、致密,与基体冶金结合,没有微观裂纹与气孔等缺陷。熔覆层组织主要为(Fe、Cr、C)合金与CrC两相。熔覆层的组织主要为典型的过饱和固溶体枝晶与枝晶间多元碳化物共晶组成,激光熔覆层与基体熔合过程中产生了元素互渗。