应用激光熔覆技术提高核阀零件质量

选用5kW横流激光器在核阀阀瓣密封面奥氏体基体上熔覆Co基自熔合金,采用预置粉末法进行激光熔覆改性研究。与常规等离子喷焊层(电弧堆焊层)对比,结果表明:核阀阀瓣密封面经激光熔覆处理后,能获得厚度达3.0mm、表面光滑平整无裂纹的合金层,组织和性能均明显优于喷焊和堆焊工艺。     

水泵抗空蚀激光熔覆材料研究

熔蚀（汽蚀）是影响泵装置安全运行的主要问题。由于空蚀的剥蚀（erosion),不仅造成水泵过流部件的破坏,还引起水泵工作性能的恶化,流量和扬程降低,能耗增加。本文根据水泵抗空蚀预防护和修复研究的现状,结合激光熔覆研究的成果,利用2kW级CO2连续横流激光器,采用Ni基合金粉末,首次在水泵过流部件的主要制造材料（铸伯和铸钢）上进行了激光熔覆试验研究。并采用磁致伸缩仪对试样的抗空蚀能力进行了测试,试验结果表明,经过激光熔覆处理试样的抗空蚀能力大幅度提高,与合金粉末喷焊相比不仅变形极小而且抗蚀性能也有不同程度的提高。     

减摩耐磨激光熔覆涂层的研究现状及发展趋势

激光熔覆是一种新型的表面改性技术,对于提高材料表面的耐磨性具有重要意义。阐述采用激光熔覆技术来提高基体材料表面减摩耐磨性能方面的研究进展。首先介绍激光熔覆技术制备的Fe、Ni、Co基自熔性合金涂层及组织结构特征,指出这些涂层存在气孔、裂纹和成分偏析与组织不均匀性等缺陷。然后指出通过合理的粉末材料的选择及配比以及合理优化的熔覆工艺参数,可改善涂层性能,制备出表面性能优异的金属陶瓷复合涂层/稀土添加复合层;同时指明相比单一外部能量场,复合外部能场辅助激光熔覆制备的涂层显现出更优异的减摩耐磨效果。最后阐述新型耐磨涂层材料(自润滑耐磨涂层、高熵合金耐磨涂层,梯度耐磨涂层和纳米耐磨涂层)的组织结构和性能特征,指出高性能新型耐磨涂层可适用于多元场景,是未来研究的重点方向,并总结与展望激光熔覆制备耐磨涂层研究的发展趋势与应用方向。     

2Cr13不锈钢高压阀零件的激光涂敷

对２Ｃｒ１３马氏体不锈钢高压阀门零件密封面合金涂敷层进行大功率激光加工,得到了比等离子喷焊等传统工艺 加工质量更好的熔焊层,可有效提高阀门使用寿命和增加其可靠性。     

碳化硼及硅铁稀土激光熔覆层摩擦学性能研究

为考查稀土镧元素对硼的催渗作用及对激光熔覆层性能的影响，用铁粉、碳化硼、硅铁稀土等物质，在45^#钢试块表面熔覆一层高镧高硼激光熔覆层，并在摩擦磨损试验机上考察了熔覆层的摩擦学性能。通过熔覆层表面组织XPS(X射线光电子能谱仪)分析，探讨了在稀土镧元素作用下，熔覆层的组织性能变化及对摩擦副摩擦学性能的影响。试验结果表明：稀土元素加入改善了表层组织结构，避免了熔覆层表面开裂现象的发生，表层硬度及耐磨性能得到了显著改善，硅铁稀土加入量为5％～6％时熔覆层耐磨性能最佳。     

铁基高铬合金激光熔覆层和堆焊层的组织性能对比

对铁基高铬耐磨合金激光熔覆层和堆焊层的表面成形性、显微组织、硬度、磨损性能、磨损形貌等进行了对比分析.结果表明:激光熔覆层比堆焊层的表面成形好,试样变形小,显微组织均匀细小,稀释率小,平均显微硬度高300 HV左右;回火后耐磨性好,相同条件下磨损质量小50%以上.     

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.     

激光熔覆阀门零件的研究与应用

使用５ｋＷ横流ＣＯ２激光器对石化系统高参数阀门的密封面进行激光熔覆强化,得到了１ｍｍ￣３．５ｍｍ厚,表面光滑平整的合金层。检测分析表明,激光熔层的组织性能,与基体的结合、对基体的热影响,熔层质量与成品率均优于等离子喷焊等传统强化工艺。     

激光熔覆成形金属零件中微裂纹的减少和消除

激光熔覆成形技术是近年来发展起来的一种新的快速原型制造技术,该技术将快速原型制造技术和激光熔覆表面强化技术相结合,既保留了快速原型制造技术中能够快速制造复杂零件的特点,又具有成形零件性能优良、组织结构致密的优点,是快速原型制造技术中一个重要的发展方向.激光熔覆成形技术的一个亟待解决的问题是成形零件中的微裂纹问题,通过理论分析激光熔覆成形技术和激光熔覆表面强化技术之间的区别,找到了减少和消除激光熔覆成形金属零件中产生微裂纹的一个突破点,这就是激光熔覆成形中的基体材料.对多种基体材料及其预热温度和多种合金粉末材料进行了试验研究,重点研究基体材料对激光熔覆成形零件过程中微裂纹的影响,获得了激光熔覆成形的金属试样.通过理论分析和试验研究,得出以下结论在适当选择基体材料及其预热温度和合金粉末的条件下,完全能够减少和消除激光熔覆成形过程中产生的微裂纹.     

铁素体不锈钢激光熔覆层组织和性能研究

采用无碳合金粉末和低碳合金粉末对铁素体不锈钢进行激光表面熔覆处理,借助光学显微镜(Optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)、能谱分析仪(Energy dispersive spectrometry,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffractometry,XRD)、显微硬度仪、摩擦磨损试验仪、电化学工作站对熔覆层显微组织、化学成分、硬度、耐磨性和耐蚀性进行评价。结果表明,两种激光熔覆层均无裂纹、气孔等宏观缺陷,显微组织主要由等轴晶、包状晶、树枝晶和枝间共晶组成。无碳熔覆层与低碳熔覆层均含有α-Fe、Fe-Cr合金相、Cr单质相以及Cr_(9.1)Si_(0.9)、Fe_(9.7)Mo_(0.3)、Fe_(10.8)Ni、Fe_(19)Mn等金属间化合物。此外,低碳熔覆层还产生了间隙化合物Cr_7C_3以及马氏体相C_(0.055)Fe_(1.945)。低碳熔覆层硬度为750 HV0.5,显著高于母材硬度250 HV0.5;无碳熔覆层硬度为650 HV0.5,其热影响区发生软化。激光熔覆层相对于母材具有更为稳定的摩擦特性以及优异的耐磨性和耐蚀性,其中低碳熔覆层耐磨性和耐蚀性均优于无碳熔覆层。     

KMN钢激光熔覆FeCr合金修复层组织性能及耐磨、耐蚀性研究

KMN钢是大型离心式压缩机叶轮常用材料,服役过程中常出现磨损、腐蚀等损伤导致失效,激光熔覆技术是实现损伤叶轮修复再制造的有效手段。使用Fe Cr合金粉料通过激光熔覆技术在预置缺陷的KMN钢基体上制得修复层。通过扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、能谱分析(Energy dispersive spectrometer,EDS)及X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)对修复层微观组织、元素分布及物相组成进行观察分析;对激光熔覆修复层显微硬度进行测试;分别对修复层和KMN钢基体进行干摩擦滑动摩擦测试,观察并分析磨痕三维形貌;测得修复层及KMN钢基体的Tafel曲线,并使用Tafel直线外推法、失重法测试修复层与基体材料的腐蚀速度。结果表明,激光熔覆修复层与基体呈良好冶金结合、无气孔裂纹等缺陷;修复层硬度是基体材料的1.8倍;耐磨性、耐蚀性得到显著提升。     

35CrMo钢表面铁基激光熔覆层的组织和耐磨性能

采用CO2激光熔覆装置将LC3530铁基粉熔覆在35CrMo钢基体表面,研究了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能,并与基体的进行对比。结果表明:基体组织为回火索氏体,晶粒尺寸在20μm左右,而熔覆层的组织为均匀细小的等轴晶,晶粒尺寸大多在8μm;基体的平均硬度为254.1HV,而熔覆层的平均硬度为640.5HV,且硬度分布更加均匀;在相同试验条件下,熔覆层试样的磨损量仅为基体试样的1/7,磨损系数是基体试样的1/5,且磨损后熔覆层试样的表面粗糙度较磨损前的大幅下降,表明激光熔覆后35CrMo钢的耐磨性能得到显著提高;基体试样的磨损机制为犁削磨损,而熔覆层试样的磨损机制为微观切削,其优异的耐磨性能与含有铁、铬、钼和碳等元素的高硬度合金碳化物的形成有关。     

核阀钴基合金密封面高温氮离子注入层的摩擦磨损特性研究

对经激光堆焊Stellite 6的316L核阀试样表面进行高温、高束流密度、大剂量的N+注入。分析了注入层的N+浓度分布及微观组织结构,测试了受注面的表面粗糙度及横截面的显微硬度,进行了摩擦磨损性能研究。结果表明,在上述条件下,N+的注入深度较常温条件提高了两个数量级且浓度呈准高斯状分布,近表面区形成了大量细小和微晶态的铁氮化合物,高能N+的轰击和溅射作用显著降低了受注堆焊层表面的粗糙度,受注表面及近表面区的显微硬度整体提高,N+注入对激光堆焊层的表面耐磨性能改善效果明显。探讨了N+注入对激光堆焊层表面强化的机理。     

不同激光熔覆材料涂层的耐磨性能比较

本文研究了宽带激光熔覆不同熔覆材料的复合涂层的耐磨性能。结果表明:Ni60B熔覆层的硬度高于40Cr基材的硬度,Ni60B+WC梯度复合涂层具有最高的硬度,对于提高零件的抗磨损性能比较有利;Ni60B熔覆层和Ni60B+WC熔覆层均适合修复轴类零件;三层梯度复合涂层磨痕宽度最小,具有最好的耐磨性。     

同轴送粉激光熔覆件质量影响因素的研究

介绍了同轴送粉激光熔覆的工艺过程以及激光与金属粉末的作用机理,分析了影响熔覆件质量的主要因素。建立了粉末对激光能量的吸收表达式和稀释率的表达式,提出从材料特性和工艺参数方面改善熔覆件质量的途径。最后对同轴送粉激光熔覆成形研究中急需解决的关键问题进行了展望。     

球墨铸铁摩擦副激光熔覆处理层摩擦磨损研究

采用激光熔覆技术在球墨铸铁表面制备了原位析出颗粒增强金属基复合材料表层.以激光强化的球墨铸铁为上试样、灰铸铁为下试样,进行了标准的SRV快速磨损试验.结果表明:熔覆层致密,冶金结合良好,与灰铸铁配副,磨损深度分别为0.84μm、1.79μm,摩擦系数在0.065-0.078内变化,摩擦系数随摩擦时间的增加呈逐渐降低的趋...     

高压节流阀的冲蚀磨损机理及其激光熔覆再制造

为获取高压节流阀的冲蚀磨损机理并解决其现场应用中的阀芯局部损伤修复问题,进行了高压节流阀的冲蚀磨损试验。在分析冲蚀磨损现象和形貌的基础上,提出了高压节流阀阀芯的冲蚀磨损机理。为恢复高压节流阀阀芯的服役性能,采用铁基合金粉末进行了阀芯的激光熔覆再制造,恢复了阀芯的形状尺寸。再制造阀芯的冲蚀磨损试验结果表明,激光熔覆再制造可恢复高压节流阀的服役性能。