激光熔化沉积NiTi基金属间化合物涂层的微结构与性能

通过激光熔化沉积技术,在Ti-6Al-4V(TC4)基材表面原位合成了Ni Ti基金属间化合物涂层,并研究了其微结构特征、显微硬度和电化学腐蚀性能。研究结果表明,涂层主要由Ni Ti、Ni3Ti、Ni Ti2和Ni4Ti3等金属间化合物组成;涂层的显微硬度达到800 HV,比TC4基材的提高了约1.3倍;涂层表面生成了不均匀钝化膜,出现大量点蚀,故该涂层的耐蚀性能与TC4基材的相比略有下降。     

激光熔覆与激光-感应复合熔覆WC-Ni60A涂层的结构与性能特征

对单纯激光熔覆与激光-感应复合熔覆Ni60A+35%WC涂层的几何外形、稀释率、WC颗粒分布、显微组织与抗干滑动磨损性能进行对比分析。结果表明,单纯激光熔覆的最大激光扫描速度与最大送粉量仅为600 mm.min–1与25 g.min–1,当激光-感应复合熔覆采用相同的工艺参数时,复合熔覆层的宽度、热影响区、稀释率均大于单纯激光熔覆层,厚度却小于单纯激光熔覆层,WC颗粒与析出的碳化物不均匀地分布于复合熔覆层内,复合熔覆层的抗干滑动磨损性能比单纯激光熔覆层的差。但是,激光-感应复合熔覆的最大激光扫描速度可以提高到2 200 mm.min–1,最大送粉量可以提高到75.6 g.min–1,加工效率是单纯激光熔覆的3倍多,复合熔覆层内WC颗粒分布均匀,经检测无裂纹且稀释率仅为5.2%,抗干滑动磨损性能约是单纯激光熔覆层的1.42倍。     

激光-感应复合熔覆Ni基WC复合层的工艺研究

为了提高熔覆效率与消除熔覆层的裂纹,采用激光-感应复合熔覆的方法在A3表面获得了无气孔与裂纹的Ni基WC复合层。研究了不同的加工参量对复合层质量的影响,结果表明,随着激光比能的增加,粉末面密度增加;在相同的激光比能条件下,随着粉末面密度增加,熔覆层的高度增加,稀释率减小;在相同的粉末面密度条件下,随着激光比能的增加,熔覆层的宽度略有增加。此外,相对于单纯的激光熔覆技术,激光-感应复合熔覆的效率约可以提高5倍。在激光-感应复合熔覆过程中,熔覆层与基材间的温度梯度大大降低,这是Ni基WC复合层无裂纹的关键原因。     

抗菌不锈钢的抗菌原理、常规加工与增材制造

各类公共卫生事件频发,催生了各类抗菌产品研发和应用.抗菌材料按原料来源分类包括无机抗菌材料、有机抗菌材料、天然抗菌材料和合成抗菌材料.不锈钢作为运用最广泛的无机金属材料之一,在抗菌材料的应用方面已取得阶段性进展.不锈钢获得抗菌性能的常规加工方法有两种,即表面改性和合金化处理.然而,表面型抗菌不锈钢经磨蚀后极易丧失抗菌效果,合金型抗菌不锈钢中抗菌离子利用率较低,这些都导致不锈钢的抗菌效果不理想.因此,研究者们除研究不同抗菌元素的抗菌机理外,还从提高抗菌不锈钢耐久性和抗菌效率方面进行了不同制备工艺的探索,扩大了抗菌不锈钢的使用范围.近年来,研究者们开发了多种抗菌不锈钢的制备工艺以提高其使用寿命和抗菌性能.通过沉积法、渗透法和喷涂法等方式将抗菌元素被添加到不锈钢表面,可使抗菌层厚度增加,抗菌效果更稳定;适量抗菌金属元素被添加到不锈钢中,经抗菌处理后这些抗菌金属元素能够不断地向介质中释放抗菌金属离子,使不锈钢的抗菌率大幅提高.此外,为了满足抗菌不锈钢在生物医学领域的使用需求,常在其表面引入羟基磷灰石、聚(L-丙交酯-己内酯)等生物相容性良好的物质,或采用先进的制备工艺控制有害金属离子的释放浓度,以实现抗菌性能和生物相容性的有机结合.本文综述了近10年国内外各种抗菌不锈钢的研究现状.介绍了表面改性抗菌不锈钢和合金型抗菌不锈钢的抗菌原理、特点与制造方法.此外,针对常规制造法存在制备周期较长、材料耗损较多、环境污染较严重等问题,本文结合增材制造技术的优势,试图寻找一种新型的抗菌不锈钢制备工艺,以其个性化定制、耗时短、精密加工等优势弥补上述缺点,并且介绍了增材制造抗菌材料在医疗卫生领域中的应用.     

激光感应复合熔覆界面特性研究

在送粉激光感应复合熔覆试验的基础上,研究了工艺参数对熔覆层与基体结合界面形态及组织结构的影响规律.研究结果表明,激光感应复合熔覆工艺参数对熔覆层与基体界面特性有显著影响.随扫描速度增加,界面形态由平直向波浪形变化;随送粉速率增加,结合界面的平直度增加;扫描速度和送粉速率对界面形态的影响随感应能量增加而减弱.感应作用促使结合界面由波浪起伏状向平直转变,且在界面处形成粗大的柱状树枝晶.     

激光感应复合快速熔覆功能梯度YSZ/NiCrAlY涂层的研究(英文)

为了消除常规热障涂层的裂纹与热生长氧化物(TGO),研究了激光感应复合快速熔覆制备功能梯度氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)和NiCrAlY涂层。结果表明,当激光扫描速度与送粉率分别提高到3200mm/min与90.63g/min时,激光感应复合快速熔覆获得的YSZ/NiCrAlY梯度涂层经检测无裂纹,具有良好的外形,且显微硬度呈梯度分布。原始粉末内立方氧化锆(c-ZrO2)、单斜氧化锆(m-ZrO2)、四方氧化锆(t-ZrO2)完全转变为亚稳态的四方氧化锆(t′-ZrO2)。梯度增加YSZ的涂层具有组织细小、致密、由柱状树枝晶组成的双相结构特征。此外,连续两层间界面消失,完全不同于单纯激光熔覆获得的陶瓷-粘结层双层结构的热障涂层。等温氧化后,激光感应复合快速熔覆功能梯度YSZ/NiCrAlY涂层内亚稳态的四方氧化锆(t′-ZrO2)转变为稳态的四方氧化锆(t-ZrO2),从而提高了高温合金GH4169的抗高温氧化性能。     

热障涂层材料及其制备技术的研究进展

热障涂层能够增加高温合金的工作温度和使用寿命,被广泛用于航空发动机高温端部件的表面防护领域。对国内外热障涂层材料及其制备技术进行了综述,指出其存在的主要问题,并提出激光-感应复合熔覆梯度功能热障涂层的新方法,即在感应预热基材的同时实现与激光热源的复合,形成激光-感应复合熔覆热源,结合涂层的梯度结构设计,在高效率下获得无裂纹、高性能的热障涂层。     

10CrNi3MoV钢手工电弧焊接维修预热温度的估算

利用图表法对10CrNi3MoV钢手工电弧焊接维修预热温度进行估算,并分析了化学成分、焊接热输入、板厚对预热温度的影响.结果表明,随着钢板的碳当量增加、焊接热输入降低和板厚增加,焊接预热温度升高.采用图表法预测10CrNi3MoV钢焊接预热温度与实际斜Y型抗裂性试验结果具有较好的一致性,用图表法估算焊接预热温度具有较好的工程适应性.     

扫描速率对激光熔覆Cu80Fe20偏晶涂层组织与耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术制备了Cu80Fe20偏晶涂层,研究了扫描速率对液相分离特征以及偏晶涂层显微硬度、耐磨性能的影响。研究结果表明:Cu80Fe20偏晶涂层内出现了分层现象,大量由体心立方结构α-Fe、面心立方结构γ-Fe组成的富铁颗粒弥散分布于上层的面心立方ε-Cu基体内,大量面心立方ε-Cu富铜颗粒分布于下层的α-Fe基体内;随着激光扫描速率增大,激光熔池的冷却速率增大,富铁颗粒粒径逐渐减小,面密度逐渐增大,相邻富铁颗粒间的间距减小,富铁颗粒对铜基体的阴影保护效应增强,使得偏晶涂层的显微硬度与耐磨性能增加,且均优于黄铜。