激光熔覆Ni基复合涂层气孔及裂纹敏感性的研究

对激光熔覆Ni基复合涂层内气孔的类型及形成机理,裂纹的形态、萌生机理及影响因素等进行了研究。结果表明,涂层内气孔出现在熔覆层表层及底层,气体主要来源于熔覆环境,也可能是熔覆过程中各组分相互反应而生成;裂纹从形态上分为垂直裂纹和水平裂纹两大类,其产生与熔覆层内的低熔共晶密切相关,涂层成分、夹杂物含量、激光比能对裂纹敏感性均有一定影响。     

钢表面激光熔覆镍基合金涂层裂纹控制的研究

在对45钢表面激光熔覆镍基合金涂层组织、相分析的基础上,对熔覆层裂纹的形成机理进行了研究,热应力、硼化物的偏聚和熔覆层中的夹渣是导致熔覆裂纹产生的主要原因.为了消除裂纹,采用超声振动激光熔覆的方法,制备了超声振动激光熔覆Ni60B涂层和超声振动激光熔覆Ni60B+1％Y2O3涂层,并对它们的显微组织和裂纹情况进行了分析.结果表明,超声振动对镍基合金熔覆层裂纹有很好的抑制作用,通过添加适量的稀土元素,制备了成形良好无裂纹的涂层.     

激光熔覆涂层增韧改性方法的研究进展

激光熔覆涂层能够改善金属表面性能,实现表面强化,然而常发现由于涂层韧性降低,涂层表面出现裂纹缺陷问题。概述了激光熔覆涂层由于韧性降低造成裂纹的原因,包括温度梯度差引起的内应力、激光熔覆层中的应力集中以及熔覆层中的微小气孔等。同时归纳了影响激光熔覆层韧性的因素,包括熔覆材料的选择、激光熔覆工艺参数的设定以及熔覆材料的热处理方式等。在此基础上,重点阐述了近年来改善激光熔覆涂层裂纹缺陷问题的进展,并从中寻找增强激光熔覆涂层韧性的方法,包括在熔覆粉体中加入复合陶瓷增强相和稀土元素粉末等改变熔覆粉体组成、在基体与熔覆层之间增加过渡层、改变激光熔覆功率和扫描速率以及光斑直径等工艺参数、对熔覆前基体的预热和熔覆后涂层的热处理、外加超声振动和电磁场以及超声振动与电磁场的耦合等能场辅助等。针对各种增强激光熔覆涂层韧性方法的不足,探讨今后激光熔覆涂层增韧改性方法的研究前景。     

激光熔覆复合涂层裂纹产生原因及控制研究进展

综述了激光熔覆复合涂层裂纹产生的原因及影响因素,并从基材预热、熔覆后涂层整体回火和重熔、梯度结构、工艺参数优化、熔覆材料及添加剂成分控制和辅助技术等方面归纳了控制裂纹的方法和途径。     

激光熔覆自润滑复合涂层研究进展及发展趋势

结合激光熔覆自润滑涂层实例,从材料设计、制备工艺、性能优化等方面综述了激光熔覆自润滑涂层的研究现状、存在的问题及发展方向。总结了常用固体润滑材料的摩擦学性能特点,并就如何选择自润滑材料、包覆技术和宽温域润滑的研究进展进行了简要阐述。讨论了激光熔覆制备自润滑复合涂层中软质润滑相和硬质耐磨相之间的关系,以及熔覆材料成分对涂层摩擦学性能的影响。简要分析了裂纹成因及控制涂层质量的常用手段,重点探讨了激光工艺参数对涂层中润滑相体积分数和分布状态的影响,并总结了激光熔覆自润滑涂层在工程中的应用,以期为激光熔覆技术的发展提供参考。目前激光熔覆自润滑涂层的应用已初具规模,但在润滑剂的失效与防护、新材料的研究与应用、制备工艺的优化以及针对特殊环境下的摩擦磨损实验研究等方面仍存在较大发展空间。     

激光熔覆涂层缺陷的形成及防治

介绍了激光熔覆涂层主要存在的结构缺陷,包括熔覆层稀释过度及形状失真、熔覆层与基体结合不牢、熔覆层存在气孔和微裂纹。着重从结晶学原理方面分析了各种缺陷的产生原因,并提出了相应的解决办法,为今后阻止激光熔覆涂层缺陷的产生指明了方向。     

铌合金电子束表面熔覆层裂纹控制

在铌合金表面进行了电子束熔覆硅化物涂层试验.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察了涂层表面形貌,通过分析熔覆层表面的裂纹率以及裂纹的最大宽度,对熔覆涂层质量进行评价,研究了电子束熔覆参数对裂纹的影响.结果表明,裂纹倾向随着电子束束流、聚焦电流及扫描速度的增大呈先减小后增大的变化规律,通过控制电子束熔覆参数的合理匹配可以实现对涂层裂纹的控制.通过单变量试验和正交优化试验,筛选出了优化的熔覆处理工艺参数为:电子束束流为17 mA,聚焦电流为1 885mA,扫描速度为540 mm/min.采用优化工艺参数获得的涂层的熔覆效果较理想,表面平整光滑无裂纹,晶粒致密均匀.     

钛合金表面激光熔覆技术的研究及展望

本文基于钛合金表面激光熔覆技术,综述了具有良好耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化和生物活性等功能性涂层的研究进展,分析了熔覆层的选材规律与强化机理,以及激光熔覆仿生耦合单元与多功能涂层的优势与必要性。针对熔覆层裂纹和气孔等主要缺陷产生的原因,提出了预热基体、后处理、调整工艺参数和制备梯度涂层等改进措施,并对钛合金表面激光熔覆技术未来的应用和发展趋势进行了展望,旨在推进这一表面涂层技术的创新发展,为制备高质量、高效率、低成本的新型熔覆涂层的研究提供新思路。     

尾吹保护对激光熔覆Stellite 6合金涂层组织和力学性能的影响

为解决激光熔覆Stellite 6涂层的裂纹与气孔问题,利用尾吹保护的特殊工艺,以半导体激光器为光源,氩气为保护气,同轴送粉的方式熔覆制备了合金涂层复合材料。并利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分别对尾吹保护工艺下激光熔覆Stellite 6合金涂层的成型性、显微组织和硬度进行测试分析。结果表明:在15L/min的尾吹气保护下,熔覆所得合金涂层成型良好;熔覆过程中的气孔、热裂纹的缺陷得到抑制;层间、结合处涂层的微观组织得到了细化,晶体生长形态由树枝晶转变为等轴晶;多层多道涂层间的硬度分布均匀;晶粒生长方向发生改变,熔覆层组织与β相Co基本保持一致。由此证明,引入尾吹保护工艺能够改善激光熔覆Stellite 6合金涂层的组织性能。     

稀土对激光熔覆生物陶瓷涂层纵截面组织形貌的影响

在Ti6Al4V合金表面进行激光熔覆处理,所得的生物陶瓷涂层的质量,受到涂层组织结构的重要影响,稀土则是影响涂层组织形貌的重要物质.采用激光熔覆处理单纯钛合金、钛合金和涂层原料及预熔钛为过渡层的生物陶瓷涂层,对比研究了稀土对其纵截面的组织形貌的影响.结果显示:稀土对涂层具有降低开裂倾向的作用.因此,在涂层原料中寻找适当比例的稀土可以有效降低涂层的裂纹敏感性.