Q235D激光熔覆实验研究

在Q235D钢表面激光熔覆Fe基合金粉末,通过对熔覆层外观形貌、表面硬度、金相组织和显微硬度的对比分析得出了双层熔覆时的最优工艺参数,当两层工艺参数相同且均为:激光功率600W、扫描速度2mm/s、搭接率24.2%、送粉电压10V时,所得熔覆层的表面较为平整均匀,通过金相组织分析发现,基体与熔覆层的冶金结合性较好,无裂纹,并且基本无气孔出现,熔覆层的显微硬度显著高于基体且从熔覆层→过渡区→基体呈梯度降低。在两熔覆层交界处,显微硬度从界面处往第一熔覆层方向先减小后增加直到最高值,从界面处往第二熔覆层方向显微硬度呈阶梯状上升逐渐增加到熔覆层硬度的最高值,尽管两熔覆层交界处显微硬度有所降低,但是仍然大大高于基体的显微硬度,对熔覆层性能基本无影响,在工业生产中有着较好的发展前景。     

Q235D多层激光熔覆实验研究

在Q235D钢表面进行多层激光熔覆Fe基合金粉末,实验结果显示基体与熔覆层之间以及熔覆层与熔覆层之间的冶金结合性较好,没有出现裂纹,并且基本无气孔,熔覆层的显微组织、表面硬度和显微硬度均显著优于基体。实验发现,多层熔覆时在不连续加工情况下,随着制备熔覆层数目的增多,在加工新的熔覆层时,之前已经制备完成的各熔覆层的硬度均会有不同程度的降低,并且距离基体越近的熔覆层其硬度降低越多,第一熔覆层显微硬度最低,往上层方向显微硬度逐渐增加,最后一层硬度最高,并且制备的层数越多这种硬度降低程度也会越显著。     

H13钢表面激光熔覆铁基合金粉末的工艺研究

为探究H13钢表面激光熔覆铁基合金粉末试验中工艺参数对熔覆层表面硬度和几何尺寸的影响规律并得出最佳工艺参数,试验对不同数值的激光功率、扫描速度和送粉电压所得单道熔覆层进行了表面硬度测量、显微组织观察和显微硬度测量等分析。结果表明,当扫描速度和送粉电压一定时,激光功率增加会使得熔池深度和熔覆层厚度增加,表面硬度则会先增加后降低;当扫描速度和激光功率一定时,送粉电压增加会使得熔池深度和熔覆层高度变化,表面硬度则先增加后降低。通过对峰值对应的熔覆层进行金相组织观察发现,熔覆层晶粒细小且排列紧密,并与基体形成了良好的冶金结合。熔覆层截面显微硬度分布表明,其熔覆层的平均显微硬度明显高于基体。     

激光快速成形TC4-Ni60A梯度功能涂层的试验研究

为了提高TC4合金表面硬度,增加耐磨性,实现熔覆层间材质的渐变过渡,采用CO2激光在TC4合金表面进行了TC4-Ni60A梯度涂层的熔覆强化处理,研究分析了强化层微观组织和硬度的变化。结果表明,采用适当的成形工艺参数,可在钛合金表面制得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层,熔覆强化层材质呈现明显的梯度变化;成形层之间形成了起伏交错的锯齿状界面,均形成了良好的冶金结合;熔覆层硬度平稳过渡,梯度渐变特征良好,最外层的显微硬度可达1140 HV,明显地提高了TC4合金的磨损性能。     

稀土对激光熔覆金属陶瓷复合层的影响

采用CO2横流激光器在45#钢基体表面熔覆添加不同含量的稀土氧化物CeO2的镍基TiC金属陶瓷复合层;对熔覆层进行了显微组织观察、显微硬度测量、耐磨性能和耐腐蚀性能测试。结果表明,加入适量的稀土氧化物CeO2,可促进晶粒细化,有效地减少复合层中的裂纹、孔洞和夹杂,提高熔覆层的组织均匀性及表面硬度,明显改善熔覆复合层的耐磨及耐蚀性能。     

等离子熔覆超厚金属-陶瓷梯度涂层的工艺与组织

用等离子熔覆预先涂敷于碳钢表面的多层Ni60B TiC涂层,通过成分设计和工艺参数的优化,得到优良的超厚金属-陶瓷梯度材料。用光学显微镜、显微硬度计等对熔覆层中的显微组织,TiC的粒径、含量和形貌,涂层的硬度进行了研究。结果表明:涂层中的组织、成分呈明显的梯度分布;等离子束熔覆层底部为较粗大的等轴晶;中部为胞状树枝晶;熔覆层顶部是较规则的树枝晶;从熔覆层底部到顶层,TiC的粒径和含量呈梯度变化,TiC的形貌由球状过渡到花瓣状、团簇状;涂层的硬度也呈梯度分布。     

纯钛表面FeCoNiCr0.5Al0.8高熵合金脉冲激光熔覆层的显微组织和性能

采用脉冲激光熔覆技术在TA2工业纯钛表面制备了FeCoNiCr_0.5Al_0.8高熵合金熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成、硬度和高温抗氧化性能。结果表明：熔覆层和基体间形成良好的冶金结合,熔覆层中不存在裂纹、气孔等缺陷,熔合界面较平直;熔覆层表面熔池边界线处为细小等轴晶,中部为树枝晶,熔覆层截面组织为层状分布的细晶;熔覆层由简单面心立方结构Ti₂Ni和AlCTi₂组成;熔覆层的平均硬度为761.23 HV,是基体硬度的4倍以上;熔覆层具备良好的高温抗氧化性能,在800℃氧化120 h后的单位面积质量增加量为17 mg·cm^-2,仅约为基体的1/3。     

合金基体上激光熔覆Ti+Al粉末的显微组织分析

在合金表面进行了Ti Al的激光熔覆试验研究,利用SEM分析手段对Ti Al熔覆层的显微组织进行了分析,阐述了熔覆层强化相的形成机制,显微组织分析表明,Ti-6Al-4V合金表面Ti Al激光熔覆层的显微组织沿层深方向可分为熔覆区、结合区和热影响区3个区域,在3个区域呈现出不同的组织形态,对基体和熔覆层进行的硬度测试表明,由基体向熔覆层的硬度变化呈上升趋势,在结合区和最外层区域有所下降.     

激光熔覆高铬铸铁组织和硬度的研究

针对高铬铸铁铸造组织粗大,强韧性差,容易开裂的问题,进行了高铬铸铁粉末激光熔覆实验,对熔覆层的显微组织和硬度等性能进行了检测与分析,研究了不同扫描速度对熔覆层显微组织和硬度的影响,分析了多道搭接区和多层堆积区熔覆层显微组织的演变规律,揭示了多层堆积横截面的硬度分布规律。研究结果表明:通过激光熔覆可以获得晶粒细化、组织致密、无裂纹与气孔等缺陷、硬度高(可达580 HV0.2)的高铬铸铁熔覆层。将该工艺应用到零件表面强化领域,将大大提高零件的性能和使用寿命。     

直接堆粉预置涂层的激光熔覆显微组织研究

在铁基材料表面采用直接堆粉预置涂层方法制备激光熔覆层,得到了消除裂纹和孔洞的熔覆层。其显微组织主要由Fe—Ni合金、WC及Fe23（C,B）6所组成,且碳化物分布较均匀。熔覆层的显微硬度相对基体有显著提高,保留了有利于提高熔覆层性能的纳米颗粒。证明用该方法制备激光熔覆层是可行的。     

AlSi7Mg铝合金表面激光熔覆WC增强镍基合金熔覆层的组织与性能

在AlSi7Mg铝合金表面制备单道和多道WC增强镍基合金激光熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成、稀释率和显微硬度.结果表明:当激光扫描速度由3.3 mm·s-1增至6.0 mm·s-1时,单道激光熔覆层中的气孔和裂纹变少;在扫描速度4.6 mm·s-1、光斑直径1.0 mm、搭接率20％条件下,多道熔覆层中WC颗粒主要分布在熔覆区与过渡区界面处,裂纹和气孔分别位于搭接处和熔覆层底部;第1道熔覆层及最后1道(第5道)熔覆层的稀释率比第2～4道的高约10％;WC增强镍基合金熔覆层中生成了AlNi、Al3 Ni、M7 C3、M23 C3等析出相,其平均稀释率约45％,显微硬度约1100 HV.     

45钢表面激光熔覆Fe基粉末实验研究

利用Fe基合金粉末在45号钢表面进行激光熔覆实验,通过对不同工艺参数下的熔覆层宏观外貌、表面硬度、金相组织和显微硬度进行对比分析发现,当工艺参数为:激光功率800W、扫描速度2mm/s、送粉电压12V、搭接率28.5%时,得到的熔覆层表面比较均匀平整光滑,熔覆层组织主要为晶粒尺寸细小均匀的等轴晶,其组织性能较好,熔覆层及界面处无裂纹和气孔出现,基体与熔覆层之间出现了较为明显的白亮层说明两者冶金结合比较牢固,熔覆层显微硬度分布比较均匀并且与基体相比提高了一倍,其表面机械性能得到提升,在工业生产中有着较高的研究应用价值和广阔的发展前景。     

钴基合金激光熔覆覆层截形与显微硬度关系的调控研究

在采用钴基合金粉末对核阀密封面进行激光熔覆时,基于激光熔覆道截形常呈半月形、熔覆层由表及里存在硬度梯度以及环形熔覆道失圆和不平整的事实,提出应对熔覆带宽度,并给出合理的工艺尺寸,以保证机加工后在得到足够宽的密封面的情况下,有理想的表面硬度值与之匹配。在实验基础上建立了熔覆道截形曲率半径的数学模型、熔覆层显微硬度梯度分布的数学模型,构建了等厚度熔覆条件下以最少粉末用量为目标函数的覆层截形与显微硬度关系调控的优化设计模型,具有一定的理论和应用价值。     

钛合金表面激光熔覆TiC复合涂层显微组织的研究

采用HL-5000型横流CO2激光加工机,在TC4钛合金表面制备了表面较平整、较细密、基本消除了裂纹与孔隙并与基体呈冶金结合的TiC复合涂层。通过SEM、EDAX、XRD、HXD分析了熔覆层的显微组织、成分、物相．测试了激光熔覆层的显微硬度。结果表明,激光熔覆制备的TiC复合涂层与基体呈冶金结合,涂层中有大量小块状、针状TiC颗粒和TiC树枝晶。激光熔覆层由TiC、γ—Ni、TiB2、CrB、Ni3B等相组成。熔覆层的显微硬度平均值约为950HV0.1。     

镍基自熔合金激光熔覆层和喷焊层的组织与性能对比

对Ni60镍基自熔合金激光熔覆层和喷焊层的表面形貌、显微组织、硬度和耐腐蚀性能等进行了对比分析。结果表明:激光熔覆层的表面成型性比喷焊层的好;大部分激光熔覆层组织处于非平衡、亚结晶状态,且具有强、韧两相微观结构特征;喷焊层组织中富含碳化物等硬质相;激光熔覆层和喷焊层与基体均能形成冶金结合;喷焊层的平均硬度比激光熔覆层的高,但其分布并不均匀;激光熔覆层的耐腐蚀性能优于喷焊层的。     

45#钢表面激光熔覆梯度涂层的组织及性能

在45#钢表面激光熔覆梯度涂层,其中底层材料分别为Ni60A和Fe基合金粉末,上层材料自熔性镍基碳化钨粉末,使用洛氏硬度计、蔡司高级金相显微镜和显微硬度计对比分析熔覆层的组织及性能。结果表明:当Ni60A粉末作为底层材料时,熔覆层宏观表面相对平整光滑,平均洛氏硬度是基体(HRC:22)的2.5倍,熔覆层厚度均匀且熔池深度基本保持不变,第一道与最后一道熔覆层的高度差仅为0.10mm,当Fe基合金粉末作为底层材料时,高度差0.28mm;熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,沿熔覆层与基体交界处向外晶粒呈现枝状晶到等轴晶,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固;熔覆层上层显微硬度分布均匀,约是基体的3倍。激光熔覆梯度涂层材料且上层材料为自熔性镍基碳化钨粉末时,底层材料选择Ni60A粉末,得到的涂层成形质量更佳。     

激光熔覆30CrMnSi

为提高30CrMnSi钢的显微硬度,采用激光熔覆技术对其进行表面处理,分析了熔覆层的微观组织,测试了熔覆层的显微硬度。研究结果表明,在激光功率为450W,扫描速度为6mm/s时,可以获得比基体组织晶粒更致密细小的熔覆层,熔覆层最高硬度达1030HV,约是基体硬度的4～5倍。     

钛/钢层合板激光熔覆制备及其组织和性能

采用优化的激光参数,激光熔覆制备出无孔洞、无裂纹缺陷的钛/钢层合板。利用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)等对层合板的熔覆层微观组织和成分分析,并对钛/钢层合板进行显微硬度和拉伸强度等力学性能检测。结果表明,钛熔覆层底部到上部组织从柱状晶转变为胞状晶和等轴晶;熔覆层成分为α-Ti、Ti Fe和少量β-Ti,显微硬度达到560-620HV,为工业纯钛硬度的2-3倍,大大提高了耐磨性能;制备的钛/钢层合板力学性能和延伸性能良好,为钛/钢层合板工程应用提供理论和实验依据。     

双送粉激光熔覆CoCrAlSiY/YSZ梯度涂层微观组织及热振性能

采用双送粉方式,利用激光熔覆技术在TC4基体上制备CoCrAlSiY/Y2O3-ZrO2（YSZ）梯度涂层。对CoCrAlSiY/YSZ梯度涂层的微观组织、元素分布、显微硬度及热振性能进行了分析与研究,结果表明：梯度涂层与基体结合紧密,各梯度亚层之间不存在明显的界面,梯度涂层无明显裂纹,形成了良好的冶金结合;随着YSZ含量的提高,梯度涂层显微硬度呈梯度变化。在750 ℃下进行了不同循环周期的热振试验,试验结果表明CoCrAlSiY/YSZ梯度涂层具有一定的抗热振性。     

扫描速度对42CrMo表面激光熔覆NiCrBSi熔覆层成形的影响

通过使用6 k W光纤激光器在42Cr Mo钢表面激光熔覆Ni Cr BSi合金涂层,研究了激光扫描速度对Ni Cr BSi熔覆层的宏观成形、显微组织和硬度的影响。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计等,对熔覆层的宏观尺寸、显微组织和硬度等进行了测试分析。结果表明,随着激光扫描速度的增加,熔覆层的熔宽、熔高、熔深和热影响区宽度都降低,熔覆层的稀释率稍有增加;熔覆层与基体为良好的冶金结合,熔覆层的组织随着扫描速度的增加得到细化,熔覆层的硬度先增加然后降低。