Ni含量及超声振动对激光熔覆中裂纹的影响

增加熔覆粉末中N i含量可以减少熔覆层中的硬质相,使熔覆层脆性降低,韧性提高,因而提高熔覆层在冷却过程中对拉应力的承受能力,减少熔覆层裂纹;而在熔覆过程中施加超声振动,则可以打碎枝晶,细化晶粒,减少或消除拉应力产生的根源,并使熔池化学成分、温度分布趋于均匀,从而减少裂纹的产生几率。

超声振动对激光熔覆过程的影响

从超声振动对结晶过程的影响机理出发,阐述了超声振动对改善金属组织性能的作用,并对在激光熔覆中引入超声振动的意义、机理及试验方案做了初步的探讨。

镍基合金激光快速成形裂纹控制技术

裂纹控制技术是镍基合金激光快速成形技术广泛应用和进一步工业化的关键.从熔覆层金相组织、物相组成、残余应力、宏观形貌和断口观察等角度分析了Ni60合金激光快速成形裂纹形成的原因,提出了相应的裂纹控制策略.研究表明:Ni60合金的激光快速成形裂纹主要是由于硬脆相引起的熔覆层低延性及残余内应力导致的脆性冷裂纹.通过调整合金成分,优化工艺参数,以及引入超声振动等措施,可以改善镍基合金激光快速成形组织,提高塑韧性,降低残余内应力,从而降低裂纹敏感性,减少或消除裂纹.

宽带激光熔覆高硬度火焰喷涂层组织和裂纹行为

对镍基合金火焰喷涂层进行宽带激光熔覆试验,分析熔覆层组织、物相组成和硬度分布规律以及工艺参数对组织、结合强度和硬度的影响。激光熔覆过程骤冷骤热的特点使得熔覆层内存在较高的拉应力,同时,由于激光熔覆镍基合金火焰喷涂层主要由γ(Fe,Ni)固溶体和弥散分布的高硬度脆性碳化物相(Ni,B)和(Cr,Si)相组成,熔覆层强度和硬度显著提高而延性降低,在凝固过程残余内应力的作用下极易开裂,熔覆层裂纹为低延性穿晶脆性冷裂纹。基体的预热和熔覆后保温缓冷可有效降低温度梯度,释放残余内应力,当预热温度为300℃时,熔覆层裂纹消失。

基于激光熔覆的金属零件快速成形组织与性能

采用同步送粉法进行了镍基合金Ni25、Ni60和316L不锈钢多层激光熔覆成形试验,对不同材料的成形组织与性能进行了表征。结果表明,成形零件组织细小、致密,无缺陷,层与层之间为冶金结合;快速凝固枝晶沿最大温度梯度方向呈外延方式择优生长。力学性能测试表明,316L不锈钢零件抗拉强度达680MPa,伸长率超过40%,达到或超过铸造和冷、热轧退火零件的性能,能够满足实际使用要求。

铸造硅砂选择性激光烧结工艺参数研究

对铸造硅砂的选择性激光烧结进行了试验研究。采用三维数字显微镜观察了烧结试样的微观形貌。系统研究了激光功率、扫描速度、搭接量、光斑直径、粉末配比等工艺参数对烧结试样尺寸精度和烧结质量的影响,分析了烧结质量的影响因素及提高质量的对策。获得了选择性激光烧结砂型试样。

有色金属上激光熔覆的研究进展

论述了激光熔覆技术应用于有色金属表面的作用与意义,分别叙述了铜合金、铝合金以及钛合金表面激光熔覆的发展概况、工艺方法和熔覆层的组织结构,并详细论述了铝合金上激光熔覆的气孔控制问题。

激光熔覆修复铜合金零件的工艺研究

研究了铜合金表面激光熔覆修复工艺和熔覆层组织。结果表明,采用优化的激光功率和扫描速度,可在黄铜基体表面熔覆与基体呈冶金结合、无裂纹的锡青铜合金修复涂层;其熔覆层组织具有快速凝固特征,熔覆层从下到上分别为细小胞状晶、粗大树枝晶、细小枝晶和胞状晶组织。

送粉激光熔覆成形L合金试验研究

利用L合金粉末，开展了激光熔覆技术修复基体2Cr12的研究。对修复件的显微组织进行了分析，并对修复件的拉伸、冲击性能进行了测试。组织分析表明：熔覆层与基体形成良好冶金结合；每层中间部位基本上为垂直于结合面外延生长的柱状树枝晶，其生长方向基本一致；熔覆层上部组织主要由枝晶组成，其生长方向不同于底部组织，生长方向基本与激光扫描方向平行。拉伸、冲击试验证明，L合金粉末修复件沿激光扫描方向的延伸率约为18％～30％，垂直激光扫描方向由于受内部道和道间搭接影响，延伸率约为10％～18％。激光熔覆区断口主要由韧窝和撕裂棱组成，呈现明显的韧性断裂特征。试验表明：送粉激光熔覆能够获得表面平整，无裂纹、气孔等缺陷的制件；熔覆层具有较好的拉伸、冲击强度和较好的韧性；熔覆层沿激光扫描方向（纵向）性能略优于垂直激光扫描方向（横向）的性能。

铝合金活塞CO_2激光焊接中功率密度的影响

使用3 kW横流CO2气体激光器焊接某型汽车空调压缩机用铝合金活塞,研究了激光功率密度对铝合金活塞焊接质量包括焊缝形状、焊缝中气孔数量、气孔尺寸大小、焊缝抗拉强度、焊缝成分及焊缝显微硬度的影响。研究结果表明,由于铝合金对CO2激光的反射非常强烈,低功率的CO2激光只能对铝合金进行热传导焊接,焊接深度不能满足铝合金活塞的要求,应当尽量提高激光器的输出功率,才能实现铝合金的深熔焊。在用现有3 kW横流CO2激光器对铝合金活塞的激光焊接中,高功率焊接改善了铝合金活塞的焊接质量。

激光熔覆成形试验研究及结果分析

进行了以Ni基合金粉末、316L不锈钢合金粉末为熔覆材料的激光熔覆成形试验,得到了组织致密无缺陷的金属零件;针对激光熔覆中的裂纹问题,进行了Ni基合金粉末单道、多道和梯度材料熔覆过程的裂纹试验,分析了材料成分对裂纹产生的影响;进行了超声振动下的激光熔覆试验研究,初步结果表明,在熔覆过程中引入超声振动不仅可细化熔覆层的组织,还可有效提高熔覆层的硬度.

激光熔覆成形316L不锈钢组织的特征与性能

对316L不锈钢进行了多层激光熔覆成形试验,采用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)等手段对其微观组织特征和性能进行了分析测试,揭示了激光熔覆成形316L不锈钢组织形成的规律和机理,获得了无裂纹、无气孔等缺陷的致密熔覆成形组织。熔覆层内部主要由垂直于界面外延生长的柱状树枝晶和平行于扫描方向的转向枝晶组成,枝晶沿着与最大温度梯度最接近的〈100〉方向择优生长。结果表明,熔覆层成分均匀,稀释率小,与基体呈冶金结合,抗拉强度大大超过传统成形方法加工的材料,且具有较好的塑性。