激光熔覆与氩弧焊熔覆、焊条电弧焊熔覆的比较

比较了激光熔覆、氩弧焊熔覆和焊条电弧焊熔覆在试样热变形量、熔覆层几何特征、熔覆效率和设备投资方面的差异.结果表明:这三种工艺各有优缺点,从而有不同的应用领域.本文还指出了导致上述差异的重要原因.     

激光熔覆技术研究进展

激光熔覆技术是一种先进的材料表面改性技术，具有稀释率小、熔覆层组织致密、涂层与基体结合良好及工作环境无污染等优点。从激光熔覆喷头、激光熔覆工艺、激光熔覆材料、激光熔覆技术的工业应用这4个方面，综述了激光熔覆的研究进展。其中，在激光熔覆喷头方面，介绍了激光光斑的种类及转换原理和熔覆材料的引入方式，总结了激光束与粉束的耦合模式和熔覆喷头的种类，包括旁轴送粉熔覆喷头、光外同轴送粉喷头、光内同轴送粉喷头以及特殊工况下的熔覆喷头。在激光熔覆工艺方面，阐述了工艺参数对熔覆层宏观形貌和组织性能的影响，总结了激光熔覆复合工艺的辅助加工方法，论述了超高速激光熔覆新工艺的原理及技术优势，并介绍了激光熔覆过程控制的研究进展。在激光熔覆材料方面，阐述了熔覆材料的种类及增强相的添加方式。在激光熔覆技术的工业应用方面，介绍了激光熔覆技术在矿山机械、模具再制造以及铁路修复等领域的应用。最后对激光熔覆技术的发展趋势及应用前景做出了展望。     

铝合金表面激光熔覆研究进展

激光熔覆通过激光加热使熔覆材料与基体形成冶金结合的高质量熔覆层,是一种有效的表面改性技术。 铝合金因其硬度低、耐磨性差导致其无法满足对表面性能要求较高的领域,限制了其更广阔的发展。 激光熔覆对铝合金表面改性有着很好的研究和应用价值,已获得国内外学者的密切关注。 目前,铝合金激光熔覆技术研究呈上升趋势,然而缺乏系统的综述介绍。 以熔覆层材料体系为核心,按照金属基合金、陶瓷增强复合材料和一些新兴材料进行分类,综述了铝合金激光熔覆的背景、工艺以及组织性能,并对铝合金表面激光熔覆发展前景进行了展望。     

轴类部件表面镍基合金激光熔覆 修复层力学性能研究

核电设备用轴类部件经常由于磨损或腐蚀导致性能退化,从而影响到设备和电站的安全运行。利用激光熔敷技术修复受损部件,使其达到或超过原来的服役性能要求,可为电厂节省大量维修和采购成本。针对材质为410马氏体不锈钢的电机转轴,选用镍基合金C276粉末对轴表面缺陷进行激光熔覆修复,并取样进行硬度和抗拉强度测试,以评估熔覆修复层的力学性能。结果表明,C276熔覆修复层在室温下硬度较410不锈钢提高约20%,抗拉强度提高约7%,但塑韧性有所下降。     

宽带电弧熔覆层的缺陷控制

宽带电弧熔覆技术修复零部件,不可避免会产生裂纹,使修复部位的承载能力下降。为避免修复缺陷的产生,文中分析了熔覆裂纹产生的原因,采用38CrSi为基体材料,在熔覆材料Ni-Cr-B-WC中添加5%～8%的稀土元素Re,进行单道送粉熔覆。利用扫描电子显微镜(SEM)、硬度仪和显微硬度测试仪分别对获得的熔覆层进行显微组织观察、硬度及耐磨性等进行分析研究。结果表明,加入稀土元素后,可以细化熔覆层晶粒,柱状晶的产生范围减小,硬度增大,耐磨性提高近1倍。稀土元素的加入可以使熔覆层强韧性提高,脆性下降,减少裂纹倾向。     

钛合金表面激光熔覆材料体系与熔覆层质量的研究现状

激光熔覆技术是代表表面工程发展方向和水平的表面改性新技术之一。钛合金具有诸多优良的性能,已在航空、航天、海洋、石油化工及生物医学工程等领域中广泛用作各种关键结构零部件,且随着工业技术的不断进步,其应用领域及应用量愈来愈广、适用条件变得愈来愈苛刻,对钛合金的性能要求也愈来愈高。在钛合金表面激光熔覆涂层可显著改善其耐磨和抗高温氧化等性能,在工业上具有广阔的应用前景。钛合金表面激光熔覆材料的选择与熔覆层质量的研究对于激光熔覆技术在钛合金表面的应用具有极为重要的意义。     

激光熔覆熔池图像检测研究

针对激光熔覆系统建立了熔池图像采集系统,并对采集的熔池图像进行处理,获得了熔池的面积。利用该检测系统研究了不同激光功率、扫描速度、送粉率条件下的熔池图像变化规律。同时,研究了不同工艺参数条件下,熔池图像与熔覆质量之间的关系。     

激光熔覆多道搭接成形质量与效率控制方法

目的揭示激光熔覆工艺参数对多道搭接成形质量与效率的耦合作用规律,提高多道搭接熔覆层表面与内部组织质量及成形效率。方法采用响应面中心复合设计建立激光功率、扫描速度、气流量和搭接率与多道搭接表面平整度、熔覆效率及气孔面积之间的数学模型,通过方差分析及检验指标,验证了所建立数学模型的正确性。结果激光功率和气流量对表面平整度的值影响并不显著。表面平整度的值与扫描速度、搭接率成反比;搭接率对熔覆效率的影响较为显著,搭接率的增大使熔覆效率减小;四个工艺参数对于气孔面积都有不同程度的影响,适当增大搭接率和减小扫描速度可以减小熔覆层气孔面积。以表面平整度最好、熔覆效率最高和气孔面积最小为目标优化工艺参数,通过试验获得表面平整度、熔覆效率、气孔面积预测值与实际值的误差分别为1.36%、6.12%、7.89%,进一步验证了该模型的准确性。结论该研究成果为多道熔覆涂层质量、熔覆效率的控制与预测以及工艺参数的优化提供了理论依据。     

单向送粉双向扫描激光熔覆工艺防止裂纹的试验研究

在无预热、后处理等条件下,利用CO2激光器在45钢表面进行了Ni60合金粉末熔覆的试验研究。结果表明,采用单向送粉双向扫描工艺进行单道熔覆或多道搭接熔覆,皆可有效地避免熔覆层裂纹,并能提高熔覆层表面平整度。     

TiC增强铁基熔覆层制备方法的研究进展

系统地论述了TiC增强铁基熔覆层制备的原理,当前国内外制备该熔覆层所使用的方法以及这些方法用于熔覆层制备的情况,所制得的熔覆层存在的缺陷和改进的途径.从文献来看激光熔覆、等离子熔覆、钨极氩弧为该熔覆层主要的3种制备方法,着重介绍了这3种方法的原理以及当前的研究情况.对稀土改进熔覆层性能和质量的情况也作了描述.最后指出了当前熔覆层制备存在的问题和发展前景.     

送粉激光熔覆过程中熔覆轨迹及流场与温度场的数值模拟

提出了一种送粉激光熔覆中熔覆层表面形状及厚度的计算模型。将熔覆过程中固相区、两相区和液相区作为一连续介质，用非稳态固液相变统一模型来描述其流场与温度场，并采用固定网格移动坐标来处理带移动热源的流动与传热问题。能量方程用显焓表示，有关潜热的非稳态项与对流项均做为其源项处理。用Lambert—Beer定理和米氏理论计算粉末流与激光光束的相互作用，使模拟适用于送粉浓度较大的情形。数值模拟程序是在流体动力学软件PHOENICS基础上，通过添加源项、边界条件、熔覆层轨迹计算以及激光束和粉末流相互作用等相应模块实现。对钢基底上熔覆钴基合金Stellite6进行模拟所得到的计算结果与实验结果基本一致。     

氩弧熔覆Cr—Si—B系合金组织与性能

研究了氩弧熔覆层的组织与性能,通过对激光溶覆、火焰熔覆的组织化学对比分析,说明了白亮层盛开过程及产生条件。指出氩弧覆能实现熔覆层的冶金结合且具有良好的成形性,使用灵活,能得到与激光熔覆相近性能的熔覆层,可以在生产中采用氩弧熔覆工艺。     

熔覆电流对Fe-Cr-B-C合金涂层组织与耐磨性的影响

为了研究熔覆电流的变化对Fe-Cr-B-C熔覆合金层组织及性能的影响，采用等离子熔覆技术在不同的熔覆电流下(75、85和95 A)在Q235钢板表面制备了Fe-Cr-B-C合金熔覆层，采用X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术、维氏硬度计和扫描电镜(SEM)对熔覆层的物相、硬度和微观组织进行表征，并采用摩擦磨损试验机对熔覆层的摩擦磨损性能进行研究。结果表明：Fe-Cr-B-C熔覆层的物相主要为马氏体，同时有大量的Fe₃C、Cr₂₃C₆、Fe₂B、Cr₂B、Fe₂C、Fe₇C₃硬质相及少量的氧化物在基体内呈网状分布。随着熔覆电流的升高，熔覆层的稀释率增加，硬质相的含量逐渐降低。熔覆层硬度随着电流增大呈现先增大后减小的趋势，电流为85 A时熔覆层硬度最高。随着电流的升高，熔覆层的耐磨性先升高后下降，当熔覆电流为85 A时，熔覆层的磨损量仅为Q235基体的7%,表明Fe-Cr-B-C熔覆层能显著提高Q2...     

激光熔覆研究现状及发展趋势

综述了国内外激光熔覆技术研究现状,概括了国内外激光熔覆在熔覆材料、工艺参数设计、涂层组织性能研究、熔覆过程的数值模拟和专用设备研制等方面的研究进展,并指出了激光熔覆技术亟待解决的几个问题和进一步研究的方向.     

不锈钢表面超薄铜层的激光熔覆

采用ＣＯ２激光器在３１６Ｌ不锈钢表面获得了超薄的铜熔覆层,文中分析和讨论了激光熔覆工艺参数加激光功率,熔覆速度,离焦量以及送粉率等对熔覆层质量的影响,提出了熔覆工艺的优化方法,使铜层的熔覆厚度可控制在１００μｍ之内,稀释率小于１０％以及很小的热变形。     

送粉式激光熔覆热和熔覆材料有效利用率影响因素的研究

通过改变激光熔覆工艺参数获得相应的熔覆层并对其进行了细致的研究,对激光热有效利用率、熔覆材料有效利用率、熔覆层稀释率及有关界面问题进行了综合评述。找出了工艺参数对其影响规律,指出了送粉装置与工艺参数间的合理匹配能获得最佳的激光热有效利用率、熔覆材料有效利用率。同时,对搭接熔覆时的搭接率的确定原则进行了详细的评述。为获得良好的结合界面提供了实验证据,为制定送粉激光熔覆工艺规程提供了理论依据。     

激光熔覆金属陶瓷技术研究概况

从激光熔覆金属陶瓷技术的工艺方法以及金属陶瓷复合层中硬质陶瓷相、粘结金属类型的选择３个方面综述了激光熔覆金属陶瓷技术的发展概况。     

高温涂料保护熔覆与感应熔覆Ni60涂层的组织与性能比较

分别用高温涂料保护熔覆和感应熔覆两种方法在45钢表面制备了Ni60自熔性合金涂层,并用金相显微镜、XRD、SEM和显微硬度计等分析仪器对这2种熔覆层的组织结构和性能进行了分析比较。试验结果表明:在高温涂料保护熔覆过程中,高温保护涂料能够对基体和熔覆层起到很好的防氧化保护作用,熔覆层表面平整、组织致密、与基体之间结合牢固。通过对高温涂料保护熔覆后的试样进行正火处理,可以改善基体的组织和性能,消除因高温熔覆对基体材料带来的不利影响。与感应熔覆相比,高温涂料保护熔覆层质量好,熔覆设备投资少,可以对各种形状的零件表面进行熔覆处理,是一种高效节能的熔覆处理新技术。     

激光熔覆技术的研究进展

综述了激光熔覆技术的原理、工艺特点和熔覆材料的选择,分析了激光熔覆技术的应用范围,对其未来的发展方向作了展望.     

THE INTERFACE OF TERNARY-BORIDE-BASED HARD CLADDING MATERIAL

The interracial microstructure of ternary-boride-based hard cladding material (YF-2) has been studied using scanning electron microanalyser (SEM),X-ray diffraction (XRD) and energy disperse spectroscopy (EDS). Results show that there are chemical reactions and elements diffusion in the interfacial zone, which make the interface bonding well and bonding strength ideal at the interface.The results gotten by studying of crack produced by Vickers indentation technique in the interfacial zone show that it is difficult to produce crack in the interface, the crack length in the cladding layer is longer than that to the interface,the crack which propagate to the interface stops at the interface rather than propagates along the interface.This suggests negligible residual stresses have developed because of thermal expansion mismatch. The bonding strength of the interface is 550MPa, which has been gotten by cutting test. The result gotten by analyzing the fracture surface shows that the fracture occurs at the side of cladding layer, which confirms that the bonding strength at the interface is higher than that in the cladding layer.