低阶模CO2激光熔覆层形貌和质量的控制

通过在316L不锈钢基材上进行激光熔覆,研究了低阶模CO2激光熔覆功率和离焦量对熔覆层形貌和质量影响.研究表明,随着离焦量增加,激光熔覆层宽度和熔化宽度增加,熔化深度降低.随着激光功率增加,激光熔覆层宽度、熔化宽度和熔化深度增加.熔化区的形状和熔合界面质量主要与离焦量的大小有关,随着离焦量增加,熔化区形状从类似于“蘑菇”形,过渡到熔合良好的平底状.因此,通过调节离焦量,低阶模CO2激光熔覆可以得到界面平整、熔合良好的熔覆层,采用低阶模CO2激光进行熔覆是可行的.     

采用激光熔覆方法校轴的试验研究

为了研究激光熔覆工艺应用于校轴的可行性,以及不同工艺条件下校轴的效果,设计了激光熔覆校轴试验.采用CO2激光器对试验轴进行激光熔覆,利用百分表测量轴的跳动值,用以衡量轴的弯曲量.试验首先在相同熔覆长度和深度下,改变熔覆中心角,其次在相同熔覆面积下,改变熔覆深度,进行激光熔覆.基于试验结论,并结合实际情况,用工程实例进行验证.试验结果表明,在激光熔覆校轴中,轴发生了朝向激光束的弯曲;熔覆层所对中心角小于90°时,轴弯曲量与熔覆面积成正比关系,熔覆层所对中心角大于90°时,轴弯曲量变化不明显;在熔覆面积一定的情况下,轴弯曲量与熔覆层数成正比例关系.工程案例取得良好的预期效果.     

工艺参数对激光熔覆层质量的影响

概述了激光熔覆技术,介绍了激光熔覆工艺中激光功率、扫描速度等工艺参数对熔覆层质量的影响.     

钇在MCrAlY激光熔覆层中的形式及作用

研究了稀土元素钇（Ｙ）在激光熔覆层中的存在形式芨对熔覆层抗氧化性能的影响。结果表明，Ｙ以富Ｙ粒子的形式弥散地基体相的晶界和晶内，净化了晶界，增强了氧化膜与基体间的粘附力，减小了氧化膜的长大速率，从而提高了熔覆层的抗氧化性能。     

激光熔覆层网状添加物对裂纹控制的影响

激光熔覆是新型表面强化技术,但熔覆层裂纹是限制其应用的主要难题．在熔覆层中加入不锈钢网,降低了熔覆层中的应力值,控制了熔覆层中的裂纹．对3种熔覆材料的实验验证了网丝的加入能有效地降低熔覆层的裂纹率．金相分析显示,随着网丝直径的增大,熔覆层中网丝未完全熔解,它与熔覆材料、基体形成冶金结合,保证了熔覆层的完整性,有效地控制了熔覆层的裂纹．实验工艺显示,对Ni45和Co02这2种粉末,在基体不预热的情况下,这项工艺技术可得到无裂纹的大面积熔覆层．     

镍基激光熔覆层腐蚀磨损交互作用

采用CO2激光器在5Cr21Mn9Ni4N不锈钢表面制备了含CeO2的镍基激光熔覆层,并对不同成分的激光熔覆层进行动态腐蚀试验、动态磨损试验和腐蚀磨损双重影响试验.分析讨论CeO2、冲击速度、硫酸介质浓度和石英砂浆对镍基激光熔覆层动态腐蚀速率、动态磨损速率和腐蚀磨损速率作用的影响.在腐蚀磨损中,腐蚀和磨损共同作用、相互增强,熔覆层的抗腐蚀磨损作用的性能与熔覆层的耐磨性、耐蚀性的综合性能相关.     

高铝铜合金粉末激光熔覆层的摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术在A3钢基体上用高铝铜合金粉末制备熔覆层.利用电子探针、X射线衍射、扫描电镜、UMT摩擦试验机研究该熔覆层的组织和摩擦磨损性能.结果表明,该熔覆层主要组成相为β′+α+K,熔覆层组织均匀致密,其中硬质K相弥散分布于熔覆层组织中,显著提高了熔覆层的摩擦磨损性能;在边界润滑条件下,熔覆层有良好的耐摩擦磨损性能,其主要磨损形式是:磨粒磨损,粘着磨损和疲劳磨损,且高频摩擦条件下的耐摩擦磨损性能要优于低频摩擦条件下的耐摩擦磨损性能.     

铝合金激光熔覆的最佳能量密度选择

铝合金密度小、熔点低、为了把较高熔点的耐磨合金层熔覆到其表面上，而又不让界面上的熔铝上浮以损害涂层强度，激光重熔的能量密度选择十分重要，这里用一系列能量密度进行了重熔试验，对其重熔层的性能，组织，成份及表面状况进行测试和分析，研究了铝合金基体上熔覆Ｎｉ－Ｃｒ层时激光能量密度对熔覆层质量的影响。     

厚层激光熔覆层裂纹控制的综合实验研究与理论分析

采用5kW横流CWCO2激光器,对不同基体材料的核阀与石化高参数阀门密封面进行激光熔覆,所用合金粉为CoCrWB与NiCrFeBSi合金粉末.在研究解决了厚层单道熔覆裂纹问题基础上,得到了厚2～3.5mm,表面平整、无质量缺陷的激光熔覆层.结合激光熔覆阀门零件的试验研究,分析探讨了影响熔覆层,特别是厚层熔覆层裂纹形成的各种因素及其综合影响,提出了关于建立判断熔覆层裂纹形成的应力判据模型的思路.     

16Mn钢表面激光溶覆铁合金层的研究

利用C02激光器在16Mn钢表面实现Fe—Cr—Ni—B激光熔覆。观察了激光对熔覆层组织和显微硬度的影响；采用扫描电镜及X射线衍射仪分析熔覆层的成分和相组成。结果表明，熔覆层组织是树枝晶及胞状晶，熔覆层以非平衡的(Fe，Cr)相、(Fe，Ni)相存在。激光功率的提高位炼覆层组织细化、显微硬度提高，并使硬度分布更加趋于合理。     

结晶器铜板上激光熔覆镍基合金

利用5kWCO2激光器在结晶器铜板上熔覆镍基合金,并研究了熔覆层组织性能.选用与结晶器铜板成分相近的镍基自熔合金粉末Nickel-baseHMSP1015-00(Ni1015),利用等离子喷涂技术在铜板上预涂Ni1015合金,然后再采用高能量密度激光进行重熔.借助OM,SEM和显微硬度计分析测定了涂层的显微组织形貌、组织成分和截面显微硬度分布情况.所得到的熔覆层表面平整均匀,与基体为冶金结合;熔覆层平均显微硬度为270HV0.05,是基体的3.2倍(85HV0.05).确定出本实验合适的激光熔覆工艺参数功率密度为1.58×102kW/cm2时,扫描速度为3~4m/min.     

稀土在激光熔覆金属陶瓷复合层中的行为

采用C02横流激光器在低碳钢基体表面熔覆含稀土氧化物La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层；研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。结果表明，加入适量的稀土氧化物La2O3，可有效地改善激光熔覆复合层的显微组织，减少复合层中的裂纹、孔洞、夹杂；加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的形状变化，且使熔覆复合层的耐磨性和耐蚀性明显提高。     

SiC／Cu粉团聚状态对SiC沉积率的影响

采用亚音速火焰喷涂技术制备了SiC/Cu金属基复合材料,研究了碳化硅与铜喷涂前团聚状态对碳化硅沉积率的影响.与未经团聚处理粉相比,SiC/Cu经团聚处理后沉积层中碳化硅沉积率高出1倍多.     

高温合金激光表面熔覆钴基合金涂层组织与耐磨性能

研究了高温合金ＧＨ３３上激光熔覆钴基合金涂层的组织与耐磨性能。结果表明,涂层与基材之间形成紧密的冶金结合,基材对涂层的稀释度较小;Ｘ射线衍射分析可知涂层基体组织为α－Ｃｏ枝晶,枝晶间为α－Ｃｏ＋Ｃｏ２Ｂ共晶以及Ｍ２３（ＣＢ）６、Ｍ６Ｃ等多元复杂共晶组织;涂层中硬度分布均匀,最高硬度为Ｈｖ０．０２７６６;涂层耐磨性能较基材提高了２倍。     

铜板上激光熔覆制备Co-Ni-Cu梯度涂层

用10 kW CO2激光器,通过优化激光快速熔覆工艺参数,先在铜合金上制备镍基韧性过渡层,再在其表层采用同步送粉工艺,在上述镍基涂层表面制备了结合良好且组织细小致密、无缺陷的钴基合金涂层,成功制备了Co-Ni-Cu梯度涂层.铜基体-镍基过渡层-钴基工作层的成分、组织和热物理性能呈现梯度分布,使熔覆过程中的热应力被缓解,完全避免了裂纹的产生.M7C3和M23C6型碳化物及钴基固溶体的形成使钴基工作层显微硬度高达655 HV,是铜合金硬度(90 HV)的7.3倍,而且从铜合金基体至镍基过渡层再到钴基工作层,显微硬度也呈梯度平缓增大,因此涂层具有无裂纹、内韧外硬的特性.     

抽油机光杆激光熔覆表面耐磨损性能研究

以抽油机光杆常用20CrMo钢为基体材料,选择Co基、Ni基和Fe基合金粉末为熔覆材料,使用HGL 9450-000型5 kW横流CO2激光器,采用同步送粉方式进行激光熔覆加工,获得了组织致密无宏观缺陷的激光熔覆层.利用硬度计和MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机对20CrMo钢及三种自熔合金涂层试样进行耐磨损性能研究.     

模具钢表面激光涂覆硬面合金层的研究

本文应用１．５ｋＷ横流式ＣＯ２气体激光器将ＮｉＷＣ２５，Ｎｉ５５，Ｆｅ４５０，ｓｔｅｌｉｔｅ１２等四种硬面合金粉末涂覆在Ｙ４模具钢的表面，用扫描电镜能谱仪、光学显微镜、Ｘ射线衍射仪、显微硬度计、耐磨实验机等分别对合金层的剖面元素分布、合金层的微观组织、相组成、显微硬度及耐磨性等进行了较详细的测定分析．研究结果表明：合金涂覆层与基材在激光作用下能形成良好的冶金结合；合金层的组织是以过饱和奥氏体基相上弥散分布着碳化物和硼化物的多元共晶组织；该合金层具有优于Ｙ４模具钢的耐磨性能，其中以ＮｉＷＣ２５合金层的耐磨性最优异．     

结晶器用铜合金表面激光熔覆Ni基涂层研究

采用IPG-YLS-5000光纤激光器在Cu-Cr-Zr合金表面制备了Ni60+WC合金熔覆层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等分析手段对熔覆层的微观组织、界面成分、物相组成、硬度及耐磨性进行表征和测试,得到了工艺参数对稀释率的影响规律。结果显示,提高激光功率和激光扫描速率均可以增加稀释率。当WC含量较少时,WC颗粒全部熔解;当WC含量较多时,存在未熔解的WC颗粒相。随着WC含量的增加,熔覆层组织先粗化后细化,枝晶间分布有颗粒相。熔覆层的硬度和耐磨性远高于基体,并随着WC含量的增加而增加,熔覆层的硬度最高可达1 000 HV。随着WC含量的增加,熔覆层的磨损失重逐渐变小,与铜合金相比,当WC的含量达到20%时,磨损失重仅为1.1 g。