激光工艺参数对钛合金表面NiCrBSi合金熔覆层组织及硬度的影响

在TC4合金表面进行了激光熔覆NiCrBSi合金涂层的试验 ,利用SEM和XRD等对熔覆层的微观组织进行了分析 ,测试了熔覆层的显微硬度。结果表明 ,激光工艺参数对熔覆层的组织和硬度有极大的影响 ,随稀释率的增加 ,激光熔覆层中形成了TiB2 和TiC等颗粒增强相 ,熔覆层的硬度明显提高。     

斜齿轮激光熔覆Fe基合金组织与性能研究

采用激光熔覆技术在斜齿轮钢表面制备Fe基熔覆层.通过光学显微镜、显微硬度计对熔覆层进行金相组织与显微硬度分析,采用磨损机对熔覆层和基材进行摩擦实验.结果表明:当激光功率为750W,送粉速率为20g/min,扫描速度10mm/s,离焦量为16.4mm时,铁基熔覆层与基体结合界面有明显的白亮带,激光熔覆效果较好,熔覆层的显...     

激光熔覆NiCrBSi涂层组织及摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备了NiCrBSi合金涂层,利用OM,SEM,EDX和XRD等对熔覆层的微观组织进行了分析,测试了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,激光熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,熔覆层的组织主要由γ-Ni,Cr7C3和CrB等相组成。熔覆层显微硬度在650~850HV之间,明显高于H13钢基体的硬度。摩擦磨损实验表明,在相同的条件下,熔覆层的耐磨性比基体有了明显的提高,磨损体积减少了92.4%。通过对磨损后的试样进行粗糙度测试后表明,涂层具有更平滑的表面。     

停顿时间对多道熔覆镍基合金温度场的影响

根据激光熔覆的温度场理论,利用ANSYS有限元模拟软件,模拟了多道熔覆镍基合金上表面的温度场,重点研究了激光道次间的停顿时间对激光熔覆镍基合金温度场的影响。模拟在不同停顿时间条件下的激光熔覆镍基合金的温度场,得到每一道初始位置上表面的最高温度值,以及激光基底和熔覆层交界处不同位置的温度和温度梯度值。模拟结果表明,在多道熔覆的过程中,道次间停顿1.5s对比无停顿和停顿1s时熔覆效果好,并做了相应的实验。实验结果表明,道次间停顿1.5s时,熔池深度变小,熔覆的表面平整度较好,熔覆质量较高。数值模拟和实验一致性较好,模拟和实验结果都表明,停顿时间对多道熔覆镍基合金温度场的影响较大,研究成果对激光多道熔覆镍基合金选择合适的工艺参数、降低温度梯度、提高多道次激光熔覆质量具有重要意义。     

激光熔覆TiC陶瓷涂层的组织和摩擦磨损性能研究

采用激光熔覆技术在TC4合金表面上制备了TiC陶瓷涂层,分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层的硬度和摩擦磨损性能。结果表明:TiC激光熔覆层分为熔覆区和稀释区两个区域,熔覆区未受到基底的稀释,由TiC颗粒和TiC树枝晶组成;稀释区受到了基底的稀释,由TiC树枝晶和钛合金组成;TiC激光熔覆层的显微硬度在HV700~1500之间,明显地改善了TC4合金表面的摩擦和磨损性能。     

激光熔覆Al+SiC涂层对镁合金表面耐磨性能的改性

通过脉冲激光器(Nd-YAG)在AZ91D镁合金基底上熔覆Al+SiC粉体。采用扫描电子显微镜、能量色散谱(EDS)和X-射线衍射测定分析熔覆层的显微组织、化学成分和物相组成。研究表明:Al+SiC涂层主要由SiC,β-Mg_(17)Al_(12)及Mg和Al相组成,激光熔覆层与镁合金基底表现出良好的冶金结合。所有样品都具有树枝状结构,且随着SiC质量分数的增大,树枝状和胞状结构的间隔变得更大。熔覆涂层的表面硬度高于基底,并且随着熔覆层中的SiC质量分数的增加而增大,SiC质量分数为40%的熔覆层具有最大的显微硬度,达到180 HV,然而质量分数为10%的熔覆层硬度为136 HV。销盘滑动磨损试验表明,复合涂层中的SiC颗粒和原位合成的Mg_(17)Al_(12)相显著提高了AZ91D镁合金的耐磨损性,其中,SiC质量分数从10%增加到30%过程中磨损体积损失逐渐减少,SiC质量分数在20%~30%时熔覆层具有最好的耐磨性。     

激光熔覆Al+SiC涂层对镁合金表面耐磨性能的改性

通过脉冲激光器(Nd-YAG)在AZ91D镁合金基底上熔覆Al+SiC粉体。采用扫描电子显微镜、能量色散谱（EDS）和X-射线衍射测定分析熔覆层的显微组织、化学成分和物相组成。研究表明：Al+SiC涂层主要由SiC,b-Mg17Al12及Mg和Al相组成,激光熔覆层与镁合金基底表现出良好的冶金结合。所有样品都具有树枝状结构,且随着SiC质量分数的增大,树枝状和胞状结构的间隔变得更大。熔覆涂层的表面硬度高于基底,并且随着熔覆层中的SiC质量分数的增加而增大,SiC质量分数为40%的熔覆层具有最大的显微硬度,达到180 HV,然而质量分数为10%的熔覆层硬度为136 HV。销盘滑动磨损试验表明,复合涂层中的SiC颗粒和原位合成的Mg17Al12相显著提高了AZ91D镁合金的耐磨损性,其中,SiC质量分数从10%增加到30%过程中磨损体积损失逐渐减少,SiC质量分数在20%～30%时熔覆层具有最好的耐磨性。     

H13钢激光熔覆Co基涂层组织及热疲劳性能

针对热作模具用H13钢工况下易产生热疲劳失效的问题,采用Nd:YAG激光器在H13钢表面制备Co基合金涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,对涂层组织、合金元素分布及物相组成进行检测。利用显微硬度计和热震实验法,测试热疲劳对Co基合金涂层和淬火回火态H13钢硬度影响。结果表明,Co基合金涂层从底部到表层,依次为平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶。Co基合金涂层物相主要由-Co和M23C6相组成,热疲劳后涂层表面形成M2O3和M3O4(M=Fe,Co,Cr)氧化物。Co基合金涂层硬度最高可达706HV0.2且呈梯度降低;热循环1000次后,Co基合金涂层表面硬度降低24.4%,H13钢表面硬度降低37.7%,Co基合金涂层硬度下降幅度低于H13钢。热循环1000次后,Co基合金涂层表面未发现明显热裂纹,H13钢表面形成大量网状热裂纹。Co基合金涂层中,Cr元素形成致密Cr2O3氧化膜使其热疲劳性能优于H13钢。     

H13钢激光熔覆Co基涂层组织及热疲劳性能

针对热作模具用H13钢工况下易产生热疲劳失效的问题,采用Nd:YAG激光器在H13钢表面制备Co基合金涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,对涂层组织、合金元素分布及物相组成进行检测。利用显微硬度计和热震实验法,测试热疲劳对Co基合金涂层和淬火回火态H13钢硬度影响。结果表明,Co基合金涂层从底部到表层,依次为平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶。Co基合金涂层物相主要由-Co和M23C6相组成,热疲劳后涂层表面形成M2O3和M3O4(M=Fe,Co,Cr)氧化物。Co基合金涂层硬度最高可达706HV0.2且呈梯度降低;热循环1000次后,Co基合金涂层表面硬度降低24.4%,H13钢表面硬度降低37.7%,Co基合金涂层硬度下降幅度低于H13钢。热循环1000次后,Co基合金涂层表面未发现明显热裂纹,H13钢表面形成大量网状热裂纹。Co基合金涂层中,Cr元素形成致密Cr2O3氧化膜使其热疲劳性能优于H13钢。     

激光熔覆中同轴送粉气体-粉末流数值模拟

应用FLUENT软件的离散相模块建立了激光熔覆中气体 粉末流的二维模型,研究了保护气和输送气流量及送粉量对粉末流浓度场和速度场的分布规律的影响以及对粉末流发散角和焦点的影响。计算结果表明:随着输送气流量的增大,粉末流速度增加,粉末流发散角逐渐减小;送粉量增加,焦点略微下移,焦点处粉末流浓度值增大。在相同的工艺参数下,使用单反相机拍摄粉末流分布,结果表明试验与计算结果基本吻合。     

Influence of Mo on the Microstructure and Corrosion Behavior of Laser Cladding FeCoCrNi High-Entropy Alloy Coatings

FeCoCrNi and FeCoNiCrMo_0.2 high-entropy alloy powders were prepared by gas atomization. Two kinds of coatings were prepared on the surface of 304 stainless steel by laser cladding technology. The effect of Mo element on the microstructure of laser cladding FeCoCrNi coating and its corrosion behavior in 3.5 wt.% NaCl solution was investigated. Both FeCoCrNi and FeCoCrNiMo_0.2 powders exhibit a single-phase FCC structure. Due to the remelting and multiple heat treatments during the preparation of the laser cladding coating, a small amount of σ and μ phases appeared in the FeCoCrNiMo_0.2 coating. The microstructures of the two coatings from the bonding area to the top layer are planar, columnar and equiaxed grains, respectively. The addition of the Mo element causes the dendrite size in the middle region of the FeCoCrNiMo_0.2 coating increases significantly and exhibits obvious orientation characteristics. FeCoCrNiMo_0.2 coating has high corrosion potential (−0.01 V_SHE) and low current density (0.94 × 10⁻⁷ A/cm²) in 3.5 wt.% NaCl solution, showing excellent corrosion resistance. The passivation film formed on corroded the FeCoCrNiMo_0.2 coating contains high content of oxides of Cr and Mo. The addition of the Mo element enhances the compactness and pitting resistance of the passivation film.     

激光熔覆硬质合金强化化纤切断刀的研究

在机械压制法预置硬质合金WC/Co粉末的条形55Si2Mn弹簧钢上,用激光熔覆方法制备了化纤切断刀.调整熔覆层粉末配方中Al、TiC的加入量,结果表明加适量的Al粉能有效地抑制气孔,加TiC粉末能提高熔覆硬度.通过优化激光熔覆工艺参数,得到了无气孔缺陷、组织性能良好、硬度达到HV0.21250的激光熔覆层,达到了化纤切断刀的性能要求.     

Velocity Distribution of the Powder Particles in Laser Cladding

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｏｖｅｒｔｈｅｌａｓｔｄｅｃａｄｅｓ,ｔｈｅｈｉｇｈｐｏｗｅｒｌａｓｅｒｂｅａｍｓａｒｅｎｏｗｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ .Ｔｈｅｓｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈａｖｅｍａｄｅｇｒｅａｔｐｒｏｇｒｅｓｓｗｉｔｈｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｓｕｃｃｅｓｓ[1,2 ] .Ｔｈｅｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ ,ｗｈｉｃｈｕｓｅｓａｈｉｇｈｐｏｗｅｒｌａｓｅｒａｓｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｓｏｕｒｃｅｔｏｆｏｒｍａｃｌａｄｏｎｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｕｂｓｔｒａ…     

Velocity Distribution of the Powder Particles in Laser Cladding

The velocity distribution of powder particles in the laser cladding has an important influence on the motion of liquid in the laser molten pool. In this paper, considering the carrier gas leaving the nozzle to be a steady jet, the velocity distribution of the powder particles is obtained, which can be used as input data in the modelling of the laser cladding.     

激光熔覆中同轴粉末流温度场的数值模拟

在激光同轴送粉熔覆中,由于激光与粉末流相互作用,粉末流整体温度分布直接影响激光熔覆的质量.基于非预混燃烧模型,将激光相处理为连续性介质,粉末颗粒相看作离散相物质,建立了激光作用下粉末流的质量、动量和能量方程.用Fluent软件进行了不同激光功率和粉末流速度条件下粉末流整体温度场数值模拟,讨论了各种参数对温度场分布的影响.为了验证该模型的准确度,利用CCD比色测温方法测量了粉末流整体温度场分布.结果表明,数值模拟与CCD检测结果具有良好的一致性,数值模拟结果对激光熔覆具有指导意义.     

Amorphous Structures in Laser Cladding of ZL111 Aluminum Alloy:Semi-quantitative Study by Differential Thermal Analysis (DTA)

This paper deals with amorphous structures in the laser cladding. ZL111 alloy is the substrate and Ni-Cr-Al alloy is sprayed on the substrate as the coating material. The coating is clad by a 5 kW transverse flow CO2 laser. The observation of SEM and TEM reveal that in the laser cladding there are amorphous structures of two different morphologies: one is space curved flake-like, and exists in the white web-like structures; the other is fir leaf-like, and exists in the grain-like structures. Differential thermal analysis (DTA) is used to semi-quantitatively determine the content of the amorphous structures. A relation is obtained between the content of amorphous structures and the dimensionless laser cladding parameter C. We also show the changes of the amorphous structures after annealing.     

Amorphous Structures in Laser Cladding of ZL111 Aluminum Alloy:Semi-quantitative Study by Differential Thermal Analysis (DTA)

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｔｏｄｅｐｏｓｉｔａｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｌａｙｅｒｏｎｔｏａｗｏｒｋｐｉｅｃｅ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｃａｎｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｔ?..     

激光照射金颗粒在散射效应下的相变传热

采用二维双温度模型结合散射作用所引起颗粒表面光强不均匀分布的结果,对单脉冲激光垂直照射金颗粒的相变传热进行研究,通过将界面能量平衡方程,成核动力学的界面追踪法相耦合来确定固液界面的位置并研究激光参数对烧结过程的影响.结果表明：当激光垂直照射金颗粒时,熔化现象主要发生在颗粒的两极且底部熔化开始时间早,熔化体积也比较小.激光的脉宽越短熔化开始时间越早,熔化体积越大.提高激光的能量密度,颗粒的熔化体积也随之增加.     

Laser Rapid Melting Structure and Property for Ni－based Tungsten Carbide Alloy

ＬａｓｅｒＲａｐｉｄＭｅｌｔｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｙｆｏｒＮｉ－ｂａｓｅｄＴｕｎｇｓｔｅｎＣａｒｂｉｄｅＡｌｌｏｙ￥ＺＨＡＮＧＳｏｎｇ；ＫＡＮＧＹｕｐｉｎｇ；ＳＯＮＧＨｕａｎ，ＺＨＵＪｉｎｇｐｕ（ＳｈｅｎｙａｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈ...     

近共振传能放热对氧碘化学激光器性能的影响

在氧碘化学激光器(COIL)中,O2(1Δ)与I的近共振传能反应是一个放热反应;它与水汽等的猝灭放热反应一样会对激射过程产生不利影响,而且是不可避免的。计算了猝灭放热效应对光腔气动特性输出功率的影响。得到了近共振传能放热的大小与粒子数反转和激射的光子数相关,即与光腔内的增益、光场强度分布成正比,故主要发生在激光器的上游区前半部分。模型计算表明,其影响程度大致相当于7%水汽所致的对氧碘化学激光器的影响。完善了氧碘化学激光器理论计算模型。