稳态磁场对激光熔注尖角WC涂层颗粒分布及显微组织的影响

目的研究稳态磁场对激光熔注尖角WC涂层中WC颗粒分布及涂层显微组织的影响。方法利用稳态磁场辅助激光熔注技术,在316L不锈钢基板上制备了WC/316L复合涂层。采用光学显微镜(OM)对涂层横截面形貌进行分析,采用扫描电镜(SEM)观察涂层显微组织结构和特征,采用能谱仪(EDS)对涂层元素分布进行分析,采用维氏硬度计对涂层的显微硬度进行测定。结果未施加稳态磁场的涂层中WC颗粒均匀分布,涂层主要由鱼骨状的共晶组织组成,在涂层的顶部出现了十字花状的过共晶组织。施加稳态磁场后,涂层横截面形貌发生明显改变,涂层深度减小,宽度增大,WC颗粒主要分布在涂层底部。涂层顶部由细长的树枝状组织组成;在涂层中部,树枝状组织变短变粗;在涂层底部,转变为大量的十字花状组织。施加稳态磁场后,涂层的平均显微硬度由未加磁场时的394 HV0.3提高到478 HV0.3。结论稳态磁场能有效作用于熔池,通过抑制熔池的流动来改变WC颗粒的受力状况以及熔池的传热、传质情况,最终改变熔池中WC颗粒的分布状态和涂层的显微组织。     

大功率激光立体成形熔道几何参数量化模型

大功率激光立体成形过程中,单道熔道的形貌特征与成形件的精度、质量指标等因素密切相关。为建立激光立体成形1Cr13工艺参数与熔道的宽高比、深高比等形状参量的量化分析模型,基于正交法研究了激光功率、扫描速度和送粉量等3个因素与熔道形貌特征的定性关系。实验表明:3个因素对宽高比的影响为扫描速度最大,送粉量次之,激光功率最小;3个因素对深高比的影响为送粉量最大,激光功率次之,扫描速度最小。为进一步优化工艺参数取值范围,以Box-Behnken实验方案补充实验样本,建立工艺参数与熔道形状参量的BP神经网络计算模型。进而以神经网络模型为计算工具,以熔道宽高比、深高比为约束条件建立激光立体成形熔道形貌控制工艺窗口,不同工艺分区的实验结果与计算结果一致。