激光熔覆镍基合金粉末最佳工艺参数的选择

在30CrMnSi表面进行了Ni-25粉末的激光熔覆试验。在保持保护气体流量不变的情况下,通过改变激光的功率和扫描速度,进行不同工艺条件下的单道激光熔覆试验。试验表明,当激光功率为1 500W,扫描速度为7mm/s时,熔覆层金相组织细小且无裂纹。     

ZrO_2增强镍基激光熔覆层的组织与性能

在45钢基体表面预涂覆添加不同ZrO2含量的Ni60粉,采用TLF3200TM激光加工机进行激光熔覆,制备了ZrO2增强的镍基熔覆层;研究了ZrO2含量对熔覆层显微组织和性能的影响.结果表明:加入ZrO2可以细化熔覆层的显微组织,当ZrO2的质量分数为1%时,熔覆层的综合性能最好,其表面洛氏硬度为77.1 HRA(显微硬度高达1 930 HV),磨损率为0.654 4 kg·m-2,耐蚀性也明显提高.     

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。     

不锈钢基体上激光熔覆原位合成制备TiB2/WC增强镍基复合涂层

采用激光熔覆原位合成技术在不锈钢基体表面制备了TiB2／WC增强镍基复合涂层,用X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜等对涂层进行了分析,并对涂层进行了热震试验。结果表明：涂层致密、厚度均匀、表面平整、无裂纹和孔隙、与基体呈冶金结合;涂层主要由TiB2、WC、γ-Ni等物相组成,细小的TiB2和WC粒子主要分布于γ-Ni枝晶间,可阻碍基体晶粒晶界的推移长大;WC颗粒主要分布于涂层中部和下部区域,原位合成的细小TiB2粒子主要分布于涂层上部;涂层具有较高的抗裂能力,与基体具有良好的结合强度。     

石墨加入量对激光熔覆原位合成TiC/镍基涂层裂纹敏感性的影响

为降低激光熔覆原位合成TiC/镍基涂层的裂纹敏感性,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了石墨加入量对涂层裂纹敏感性的影响.结果表明:通过降低混合粉末中石墨加入量从而减少涂层的碳含量,可以改善涂层组织,降低涂层的裂纹敏感性;当加入的石墨粉与钛粉的质量比为1:5时,可获得无裂纹涂层.     

激光熔覆修复45#钢模具的组织及性能研究

目的利用IPG光纤激光器YLR-3000激光加工系统,激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末修复45#钢模具磨破损区域。方法采用两种方法对磨破损区域进行修复,洛氏硬度机(HR-150DT)、显微硬度计(HVS-1000)和蔡司高级金相显微镜对熔覆熔覆层的表面硬度、金相组织和显微硬度分析对比。结果,在同一工艺参数(激光功率1200W、扫描速度2mm/s、送粉电压7V)下,磨破损区域选择环状进行修复较好,熔覆层宏观表面相对平整光滑,熔覆层的平均洛氏硬度约是基体平均硬度的2.5倍;熔覆层微观组织分析可知:熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,熔覆层中上部分组织晶粒细小,沿熔覆层与基体交界处向外晶粒呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固,熔覆层显微硬度分布比较均匀并且与基体相比提高约3倍。结论利用激光熔覆技术修复模具磨破损区域具有应用价值。     

镍基激光熔覆合金涂层高速铣削切削力试验研究

为研究高速铣削镍基激光熔覆合金涂层切削加工性能,探明高速铣削时铣削参数对切削力的影响规律。以Q690为基材,镍60合金粉末为熔覆材料制备铣削试件。采用硬质合金立铣刀对熔覆合金涂层进行高速铣削试验,利用单因素试验法,研究分析高速铣削下铣削深度、进给速度和主轴转速对镍基熔覆合金切削力的影响规律。结果表明,高速铣削镍基熔覆合金时径向切削力F_x、轴向切削力F_z和主切削力F_y均随铣削深度和进给速度的增大而增大,随主轴转速的增大而减小;三个方向的分力中主切削力F_y最大;三个铣削参数对切削合力F_合的影响显著性为切削深度a_p>进给量v_f>主轴转速s。     

基于逆向工程的激光熔覆搭接率的确定

在多道搭接激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末试验中,借助逆向工程技术提取单道中最佳工艺参数的几何外形点云数据,利用Geomagic Studio对点云数据过滤、平滑等处理后拟合,得到单道三维数字化模型并根据等面积法确定激光熔覆时多道搭接率。利用IPG光纤激光器(YLR-3000)加工系统进行激光熔覆实验,洛氏硬度机(HR-150DT)和蔡司高级金相显微镜对熔覆层测量分析,结果表明:熔覆层宏观表面相对平整光滑,洛氏硬度明显高于基体(HRC:22);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柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固,熔覆层中上部分组织晶粒细小,表面机械性能得到提升。研究表明,基于逆向工程技术确定多道激光熔覆搭接率是可行的。     

不锈钢基体上激光熔覆原位合成制备TiB_2/WC增强镍基复合涂层

采用激光熔覆原位合成技术在不锈钢基体表面制备了TiB2/WC增强镍基复合涂层,用X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜等对涂层进行了分析,并对涂层进行了热震试验。结果表明:涂层致密、厚度均匀、表面平整、无裂纹和孔隙、与基体呈冶金结合;涂层主要由TiB2、WC、γ-Ni等物相组成,细小的TiB2和WC粒子主要分布于γ-Ni枝晶间,可阻碍基体晶粒晶界的推移长大;WC颗粒主要分布于涂层中部和下部区域,原位合成的细小TiB2粒子主要分布于涂层上部;涂层具有较高的抗裂能力,与基体具有良好的结合强度。     

冷热搭接对激光熔覆涂层组织及性能的影响

通过热搭接和冷搭接两种方法,在45#钢表面激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末,原位自生硬质涂层,探究两种搭接方法对熔覆层组织和性能的影响。实验所采用的激光熔覆工艺参数为离焦量3mm,送粉电压7V,扫描度2mm/s,搭接率25.47%,激光功率1200W,冷搭接中每一道熔覆完成后停留20min再进行下一道加工,热搭接则一次性完成多道激光熔覆,每道间无加工停留时间;使用洛氏硬度机(HR-150DT)测量熔覆层表面硬度,通过金相显微镜对熔覆层金相组织进行观察分析,并利用显微硬度计(HVS-1000)分析熔覆层截面硬度。热搭接熔覆层洛氏硬度沿多道熔覆方向逐渐降低,而冷搭接熔覆层的平均洛氏硬度几乎保持不变,约为基体材料(HRC:22)的2.5倍;热搭接熔覆层与基体交界处存在气孔等缺陷,晶粒尺寸逐渐增大,而冷搭接熔覆层与基体冶金结合比较牢固,沿交界处垂直方向晶粒由枝状晶到等轴晶,组织性能良好;冷搭接熔覆区显微硬度分布较均匀,与基体相比提高约3倍。多道激光熔覆采用冷搭接方法,所得到的熔覆层组织和性能较好。     

金属熔覆件侧面激光铣削整形工艺的研究

为提高激光熔覆件的成形质量,采用激光铣削的处理方式来保证熔覆件侧面的光滑平整。为此,对熔覆件侧面铣削进行整形工艺试验研究,选择点间距、激光功率、脉宽和离焦量作为变量,通过正交试验来探究各工艺参数的权重并进行参数优化。用优化后的参数对熔覆件侧面进行铣削加工,得到铣削宽度为0.075mm,面粗糙度为2.319μm。相比原熔覆件,侧面成形质量得到明显改善,证明用激光铣削的方式提高熔覆件成形时侧面的光滑性和平整度是可行的。     

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...     

激光同轴熔注球形WC增强颗粒的工艺参数研究

采用同轴送粉方式作为粉末输送形式,以球形WC为熔注增强颗粒,探究激光熔注制备WC颗粒增强金属基复合材料涂层的工艺参数临界条件.通过建立运动过程中增强颗粒的速度模型与温升模型,分析喷射过程中增强颗粒温度与激光功率、颗粒尺寸以及颗粒初始速度之间的关系,进而获得激光同轴熔注WC过程中,确保颗粒保持固态的颗粒尺寸、激光功率和颗...     

送粉式激光熔覆粉末有效利用系数的影响因素

系统地研究了Ni基合金自动送粉激光熔覆工艺参数对粉末有效利用系数的影响规律，利用金相法检测了不同工艺条件下单道熔覆层的宏观参数，定量计算了单位质量熔覆材料的比能和实际输入的比能，根据这两个参数随工艺参数的变化规律，成功解释了在激光参数一定的条件下粉末有效利用系数随扫描速度的增大而增大，随送粉速率的增大而增大的变化规律。对粉末有效利用系数随扫描速度的变化出现最大值的现象也给出了合理的解释。     

激光熔覆Ni基WC合金的固体粒子冲蚀磨损研究

采用激光熔覆技术,在45#钢表面制备Ni基WC合金涂层,利用扫描电镜分析了熔敷层的微观组织,利用显微硬度计、固体粒子冲蚀磨损实验机对涂层的性能进行了测试研究.结果表明:随Co-WC质量分数的增加,试样的硬度逐渐增大,其冲蚀抗力增大,当质量分数超过一定数值后冲蚀抗力减小.质量分数为40%的Co-WC复合涂层有良好的冲蚀抵抗力.     

PCA-TOPSIS法在激光熔覆工艺参数优化中的应用

为了改善H13钢抗疲劳磨损性能,利用4kW光纤激光器在H13钢表面激光熔覆Ni60A合金涂层。利用正交试验分析各工艺参数对熔池尺寸的影响。运用光学显微镜和扫描电镜分析涂层的显微组织形貌,通过显微硬度计测试涂层截面的显微硬度分布。依据单道熔覆层的熔池尺寸,采用PCA-TOPSIS法作为评价方法。以熔宽最大、熔深和熔高最小为优化目标,得出最佳工艺参数为激光功率(P)2.2kW,扫描速度(V)20mm/s,送粉率(F)26.42g/min。该工艺参数下的熔覆层与基体呈现良好的冶金结合、无气孔裂纹等缺陷,熔覆层截面显微硬度平均高达800HV,是基体的(3~4)倍。     

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。     

激光熔覆前合金粉末的火焰喷涂

火焰喷涂是激光熔覆前合金粉末的预置方法之一。本文在实验的基础上,探讨了工艺过程,并讨论了影响质量的因素。     

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。     

激光熔覆工艺参数对Ni60A熔覆层性能影响

为了得到扫描速度和激光功率对熔覆层性能的影响,利用光纤激光器在Cr12Mo V板材表面激光熔覆Ni60A粉末,研究了激光功率和扫描速度对熔覆层宽度、高度以及硬度的影响,进行了金相组织分析。结果表明:熔覆层宽度随激光功率增大而增大,随扫描速度的提高先增大后减小;熔覆层高度随激光功率的增大而升高,随扫描速度加快而降低;熔覆层硬度随激光功率增大而降低,随扫描速度增大而提高。熔覆层上部组织细小均匀,下部组织粗大稀疏,并与基体呈现良好波浪状冶金结合。