6061铝合金微弧氧化涂层的组织结构与性能

采用微弧氧化技术在6061铝合金材料表面制备保护性涂层,通过试验,在铝酸盐体系电解液中,采用恒电流控制模式能够制备出厚度大于56μm的致密涂层.利用SEM和XRD测试微弧氧化涂层的显微组织和相结构,并测试了氧化涂层的显微硬度分布.结果表明,涂层成分主要含Al及O元素,由α-Al2O3,γ-Al2O3及少量的Al相组成;涂层的平均显微硬度为1317Hv0.1,比基体硬度提高了10倍.

45钢基体纳米陶瓷颗粒增强激光表面合金化组织和性能研究

本文采用万瓦横流CO激光器存45钢表断合金化纳米陶瓷颗粒，片采用SEM、XRD和最微维氏碰度进行了组织、截面轻微硬度和物相分析．结果表明：采用合金化技术完全可以将陶瓷颗粒添加到基体材料中，形成新的合金层，合金化层组织致密、晶粒细小、无裂纹、孔隙夹杂等缺陷．具有树枝晶及胞状晶结构，南FeB，TiC、马氏体棚及少量的Fe3C组成，轻微硬度高达940Hv。同时，通过磨损试验对比合金化前后的失重量情况，结果表明合金化后耐席损性能有明显的提高，提高了约1．7倍，达到表面改性的目的。

铜合金表面热喷涂镍基合金层激光重熔后的显微组织及耐磨性能

为了满足工业领域铜合金传热、耐磨、耐腐蚀性能优异的要求,对铜合金表面先等离子喷涂NiCrFeW-BC自熔合金层,再进行激光重熔。采用现代分析技术研究了重熔处理对涂层显微组织及耐磨性能的影响。结果表明:等离子喷涂NiCrFeWBC自熔合金涂层重熔后层状组织、孔洞等缺陷完全消失,激光熔覆层与铜基体为冶金结合,涂层致密、组织均匀;熔覆层由表及里依次呈等轴晶、树枝晶及胞状晶形貌,并有WC,W2C,Ni3B等颗粒析出;熔覆层磨损性能明显高于铜合金基体及热喷涂涂层,磨损机理为典型的磨粒磨损。

紫铜上激光熔覆镍基自熔合金组织和性能研究

采用万瓦横流CO2激光器在紫铜表面熔覆镍基自熔合金熔敷层,并采用SEM、XRD、OM和显微维氏硬度计进行组织结构和硬度分析。结果表明:在紫铜表面完全可采用激光熔覆的方法制备镍基自熔合金的熔覆层,熔覆层与铜基体形成冶金结合,组织致密、晶粒细小、无裂纹、孔隙夹杂等缺陷,熔敷层内具有等轴晶、树枝晶及胞状晶等不同结构,并有WC、W2C、Ni3B等强化相颗粒。同时,与采用超音速火焰喷涂(HVAF)涂层进行对比,结果表明激光熔覆层硬度虽然低于喷涂涂层,但磨擦系数小,耐磨损性能有明显的提高。

氧化时间对7075铝合金微弧氧化陶瓷层组织结构及性能的影响

采用以铝酸盐为主的碱性水溶液,对7075超高强度铝合金进行不同时间的微弧氧化表面处理,通过SEM和XRD对氧化陶瓷层的组织结构进行分析,研究不同微弧氧化时间对显微硬度、磨损性能和电化学性能的影响。结果表明:制备的陶瓷层致密,厚度大于50μm,与基体材料形成冶金结合;陶瓷膜层由γ-Al2O3和α-Al2O3两相组成,其中γ-Al2O3相含量较多,并且随着微弧氧化时间的延长,表面粗糙度增加,α-Al2O3相数量增加,陶瓷层具有高的显微硬度(1 423HV0.1),且抗蚀性和抗耐磨性能增强。

铜基体低压等离子体钨喷涂层激光重熔后的结构与性能

在紫铜上直接喷涂的金属钨(W)层容易出现早期剥落。采用低压等离子体技术制备了Ni-Cu底层、Ni-W中间层和W层;利用大功率CO2激光束对W涂层重熔,研究了激光重熔处理对W涂层显微组织、致密度、结合强度及显微硬度的影响。结果表明:低压等离子喷涂的W层主要呈层状结构,W颗粒熔化不充分,涂层中存在大量的孔洞等缺陷;激光重熔后,W涂层表面的W颗粒已完全熔化,并在激光冷效应的作用下形成了一层厚度约为300μm的细晶组织,W涂层的致密度、结合强度得到了明显的提高。

3Cr2W8V模具钢激光表面相变硬化层性能的研究

采用优化的工艺参数,对3Cr2W8V模具钢表面进行激光相变淬火硬化.通过对淬火层显微组织分析及X射线衍射分析发现,淬火层横截面显微组织为淬火马氏体及少量残余奥氏体,并且呈极细的针状.对淬火层进行维氏显微硬度测试,结果表明,淬硬层有均匀硬化的特征.通过激光淬火层与普通淬火层磨损失重的对比发现,激光淬火层的耐磨性较普通淬火层的耐磨性提高近一倍.

32Cr3Mo1V表面激光合金化层热疲劳性能的研究

采用万瓦横流CO2激光器在32Cr3Mo1V基体表面合金化Cr粉及Co基粉,获得富含Cr和Co的合金层,并对合金层的成分、组织、硬度及热疲劳性能进行了分析.结果表明:合金层与基体形成完全的冶金结合,组织致密、晶粒细小、无裂纹及孔隙夹杂等缺陷,添加的合金元素Cr与基体形成了富含18.7%Cr的Fe-Cr固溶体,Co合金与基体形成了富含合金元素超过63%的Fe-Cr固溶体和不锈钢相;Co和Cr激光合金化层均能延缓、阻滞疲劳裂纹的产生,并且能降低裂纹扩展的速度,裂纹密度从基体的28.9%分别降为合金化Cr层的12.4%和Co层的9.4%.虽然激光Co层本身具有更小的热疲劳裂纹倾向,但在激光合金化层附近的基体上会发生疲劳裂纹严重聚集,这将大幅度降低整体结构的抗热疲劳性能;热疲劳的机理为氧化-应力开裂,即热疲劳过程中所形成的高硬度脆性氧化物在热应力的作用下断裂.

薄壁钨管旋压温度控制研究

对粉末冶金钨管旋压工艺中的温度控制问题进行了研究.要确保旋压温度,管坯的长度在成品倍尺内取短倍尺,管坯内径与芯模之间的间隙不大于0.8 mm,芯模开坯预热温度不高于600℃,开坯芯模锥度不小于1/1000,芯模长度取管坯延伸系数1.5变形后的长度范围.旋压过程中随时调整各工艺因素和操作方法,以保证旋压温度,使旋压顺利进行并获得较高的成品率.

计算机三维软件辅助下乙状窦后入路骨瓣一次成型的实验研究

目的探讨计算机三维软件辅助的行乙状窦后入路手术骨瓣一次成型的方法。方法 10例灌注后的头颅标本经320排螺旋CT Aquilion ONE扫描。图像由DICOM格式保存,并导入3D view软件,重建颅骨、静脉窦等结构,在计算机模型上进行乙状窦后入路骨瓣成型的相关解剖,测量并记录与其入路相关的解剖结构的数据,并进行统计学分析。结果该计算机模型能准确定位横窦及乙状窦位置。所有标本入路的骨瓣均一次成型。在骨窗范围内尸头16侧(16/20)发现乳突导静脉,17侧(17/20)乳头气房开放。结论计算机重建模型与实际解剖相对应结构的解剖数据吻合度高。这表明该技术可以综合评价乙状窦后入路的对应血管和骨性结构,仿真性高,可进一步应用于术前设计、规划及手术模拟,具有临床实用性。

激光熔覆Hastelloy C276涂层组织及抗热震性能研究

目的 针对微晶玻璃压延辊在服役过程中因表面频繁承受较大的温度梯度而开裂的问题,研究一种抗冷热疲劳性能突出的高性能防护涂层来延长压延辊服役寿命。方法 采用激光熔覆技术,以扫描速度为800 mm/min、送粉量为26 g/min、光斑直径为4 mm、搭接率为50%、激光功率为2 200 W的工艺参数,在2Cr13基体上熔覆Hastelloy C276镍基合金涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究熔覆涂层的微观组织和热震失效裂纹微观形貌、元素分布以及涂层相组成。利用箱式电阻炉对Hastelloy C276熔覆涂层与2Cr13基体进行热震试验。结果 Hastelloy C276熔覆涂层表面无裂纹、成形良好,涂层与基体之间为冶金结合。涂层由γ-Ni、M_(6)C和M_(23)C_(6)相组成。熔覆涂层从基体结合处至表面依次形成了平面晶、胞状组织、柱状树枝晶以及等轴树枝晶,碳化物相均在树枝晶间析出。Hastelloy C276熔覆涂层抗热震失效次数约为2Cr13基体的3倍,最高抗热震次数可达到202,Hastelloy C276熔覆涂层具有良好的抗热震性能。结论 由于HastelloyC276涂层与2Cr13基体结合紧密且存在热膨胀系数差异,热震时在熔覆结合界面产生了较大热应力,因此裂纹最先在熔覆结合界面处萌生,然后逐渐扩展至涂层表面最终失效。Hastelloy C276涂层的裂纹萌生扩展机制使裂纹在涂层表面出现较晚,有效延长了2Cr13微晶玻璃压延辊抗冷热疲劳寿命。

激光工艺参数对H13钢粉末单道成形特性的影响

为了解激光工艺参数对H13钢表面再制造成型H13粉末层几何特征的影响规律,设计研究了工艺参数(激光功率、光斑直径)对单道成形层几何特征(成形层高度、宽度、基体熔化深度与宽度)影响的实验,根据实验结果归纳了工艺参数对成形层几何特征的影响规律,并采用极差分析了各几何特征的主要影响因素,同时利用了激光再制造形成层几何特征模型对实验结果进行了分析。结果表明光斑尺寸对熔覆层宽度、基体熔化区宽度、深度影响更明显,而激光功率、光斑尺寸对熔覆层高度的影响无显著差别;此外,粉末综合利用率随辐照激光能量密度的增大先增大后维持基本不变。

3Cr2W8V模具钢表面激光相变淬火的显微组织及耐磨性能研究

采用高功率CO2激光束对3Cr2W8V模具钢表面进行相变淬火，研究了相变强化层的显微组织与耐磨性能。结果表明：激光表面强化处理后的显微组织由品粒细小的码氏体和残余奥氏体组成，显微硬度比处理前提高了1．5倍，耐磨性能提高了1倍，同时变形小，可用于模具的表面处理。

靶面激光光斑尺寸原位测量的研究

提供了一种简便易行的靶面激光光斑尺寸原位测量的方法。从高斯光束的横向光强分布特性出发,建立了激光烧蚀斑半径与辐照激光能量、光斑尺寸、烧蚀阈值间的关系式,模拟分析发现辐照激光光斑尺寸对烧蚀斑半径随辐照能量变化曲线有较大影响。对于脉宽为2ms,波长为1064nm的激光,实验测量了不同能量激光辐照下相纸烧蚀斑半径,并用推导出的关系式拟合测量数据,获得了靶面处光斑尺寸和样品烧蚀阈值。同时,也测量了不同位置处的光斑尺寸和样品烧蚀阈值,对高斯光束束腰位置和样品烧蚀阈值的光斑尺寸效应进行了验证。研究结果表明该技术结果可靠,简单高效。该技术可以为高能激光与固体物质相互作用的基础研究和激光加工等应用领域中实现简单方便地测量靶面光斑尺寸提供帮助。

电火花沉积技术发展及在模具上的应用

电火花沉积技术,节能、省材、环保,应用广泛。文章介绍了电火花沉积技术的特点、放电机理,分析了其应用现状,并提出相关建议以供参考。

H13模具钢表面电火花沉积层工艺及其性能研究

以部分烧结的WC-Co硬质合金为电极,采用电火花沉积的方法,在H13钢基体表面制备了沉积层,并对影响沉积过程的电极极性、电流及脉冲持续时间等3个关键参数进行了优化,系统测试了硬化层的微观结构和性能.结果表明:负极性连接时,基体表面形成了明显的表面沉积层;在优化的条件下(负极性连接、电流为7A、脉冲持续时间为15ms)和2h电火花处理后,得到了性能优良的沉积层,该沉积层成分具有电极(W和C)及基体的成分(Fe),沉积层的白亮层厚度超过30μm,硬度超过1330Hv,有望在模具行业及耐磨领域中有一定的应用前景.

铝板铸轧辊套表面热疲劳开裂及防止措施研究

针对铝板铸轧工业中最常用的32Cr3Mo1V辊套材料,在实验室采用自制热疲劳试验机模拟热疲劳裂纹的产生和扩展过程。结果表明,热疲劳过程中所形成的高硬度、脆性氧化物在热循环应力作用下断裂(即氧化-应力开裂)是热疲劳裂纹产生和扩展的最主要原因;并根据这一结果,设计了采用激光合金化方法在辊套表面形成高铬固溶体合金层的方法,制作的合金层能够延缓、阻滞热疲劳裂纹的产生和扩展;并系统分析了合金层的成分、组织、硬度及其热疲劳性能。

铜合金表面电火花及激光沉积制造技术的研究

分别采用电火花沉积和激光熔覆技术在铜合金表面制备了不同组织和性能的沉积层,用SEM,XRD,OM和显微维氏硬度计进行了组织结构和性能分析,结果表明:在铜合金表面可采用激光熔覆的方法制备异质的沉积层,沉积层与铜基体冶金结合,其组织致密、晶粒细小、无裂纹和孔隙夹杂等缺陷,沉积层内部组织形貌为等轴晶、树枝晶及胞状晶等;电火花沉积工艺可在铜合金表面形成铜基的沉积制造层,电火花层与铜基体形成冶金结合,其组织致密、晶粒细小、无裂纹、孔隙夹杂等缺陷.

模具的激光表面熔敷成型技术及应用

激光熔敷制造技术是激光快速成型(激光3D打印)技术的一种,其中采用同轴送粉的激光熔敷制造技术灵活程度高、粉末材料种类多,通过设备、工艺和材料系统的组配,可以形成新的表面熔敷成型技术,重点解决模具局部磨损、腐蚀、崩塌等缺陷的修复和表面结构的近净型成型再制造,也可以方便地在模具局部区域形成具有特殊性能的处理区域,具有广泛的应用前景。

四硼酸钠浓度对6061铝合金微弧氧化涂层结构及性能的影响

采用以四硼酸钠(Na_2B_4O_7·10H_2O)为主的电解液对铝合金微弧氧化可提高膜层的硬度等,但未见系统研究四硼酸钠浓度对微弧氧化膜层结构和性能影响的报道。采用恒电压模式在四硼酸钠碱性溶液中对6061铝合金进行微弧氧化,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对氧化陶瓷层的组织结构进行分析,并考察了四硼酸钠浓度对氧化涂层显微组织、硬度、耐磨和耐蚀性能的影响。结果表明:制备的氧化层由疏松层和致密层组成,其中致密层占总膜厚度的75%以上,且与基体材料形成冶金结合;氧化膜层中出现了γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3两相,其中γ-Al_2O_3相较多,γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3两相的晶化程度不随着电解液里四硼酸钠浓度的变化而变化;氧化膜层具有高的显微硬度和低的表面粗糙度,二者不随电解液四硼酸钠浓度的变化而变化;微弧氧化后6061铝合金耐磨性和耐蚀性提高。