激光多层熔覆制备厚陶瓷涂层

研究了压片预置式激光多层熔覆纳米团聚体Al2O3-13%TiO2粉末制备厚陶瓷涂层,试验中通过保温箱对试样进行预热和缓冷处理、引入超声振动及对熔池温度闭环控制等措施来控制熔覆层的裂纹.结果表明,厚陶瓷涂层各层之间无明显界面,过渡缓和自然,涂层内部致密、连续、基本无孔隙及贯穿性大裂纹等缺陷;涂层由等轴晶的完全熔化区和残留纳米颗粒的部分熔化区组成,而且涂层中的裂纹基本集中于部分熔化区;另外由于经历激光的多次加热,下部区域的晶粒组织要大于上部区域,而由于保温箱的缘故,整个涂层晶粒偏大.

激光多层熔覆纳米陶瓷层工艺参数优化

为了深入了解激光多层熔覆工艺与涂层性能之间的关系,采用压片预置式激光多层熔覆工艺制备了纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷层;通过3因素3水平正交试验分析了激光熔覆熔池闭环控制温度、超声振动频率及保温箱预热温度对涂层结合强度的影响,并对激光熔覆工艺参数进行了优化;通过扫描电镜(SEM)和结合强度测试研究了最优工艺下所得涂层的形貌和性能。结果表明:影响涂层结合强度的因素主次顺序依次为熔池闭环控制温度、保温箱预热温度、超声振动频率;激光多层熔覆纳米Al2O3-13%TiO2涂层最佳工艺参数为熔池闭环控制温度2 500℃,超声振动频率50 kHz,保温箱预热温度400℃;优化工艺熔覆的涂层各层之间无明显界面,涂层内部致密、连续,基本无孔隙及贯穿性大裂纹,涂层结合强度明显提高,达66.3 MPa。

激光多层熔覆技术的研究现状及发展

对激光多层熔覆成形温度场、激光快速熔凝条件下凝固规律、不同基体材料上的激光多层熔覆、激光多层熔覆工艺和激光多层熔覆层耐磨性及其应用等激光多层熔覆技术的最新研究进展作了介绍,并对今后激光多层熔覆技术研究工作的重点,提出了想法.

微束等离子多层熔覆NiCrBSi的试验研究

为了在降低熔覆层裂纹敏感性的同时获得低稀释率熔覆层,用微束等离子弧热源在低碳钢圆管表面熔覆12层NiCrBSi,成形后利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对多层熔覆的熔覆层的微观组织、元素分布及相组成进行了分析.结果表明,采用微束等离子弧熔覆得到的多层熔覆主要由γ-Ni,Ni3B,Cr21.34Fe1.66C6和Cr2B3相组成,其中的强化相弥散分布;无气孔和裂纹,层与层间结合致密,分层未见明显;焊缝组织均匀,晶粒细小,稀释率低,热影响区很小.

激光多层熔覆搭接对成型质量的影响

介绍了激光熔覆搭接过程中的层间冷热搭接工艺、防塌陷工艺、裂纹控制工艺、搭接率和激光功率对成型质量的影响。最后,展望了激光多层熔覆搭接的发展方向。

低膨胀系数铸铁的多层激光熔覆分析及高温氧化磨损行为研究

激光熔覆是铸铁零件修复和强化的关键工艺之一。为进一步提高激光熔覆在铸铁上的应用,为其表面熔覆提供可行的技术途径。本文在发动机缸体常用的铸铁材料球墨铸铁和灰铸铁表面熔覆不同的合金粉末。分析了铸铁表面多种粉末的多层熔覆层,探讨了Fe基涂层在高温下的氧化磨损行为。

基于神经网络和遗传算法的激光多层熔覆厚纳米陶瓷涂层工艺优化

将反馈型(BP)神经网络和遗传算法(GA)相结合用于激光多层熔覆厚纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的工艺参数优化,根据3因素3水平正交试验结果对神经网络模型结构进行训练,建立了熔覆工艺参数(熔池闭环控制温度、超声振动频率及保温箱预热温度)与涂层性能(结合强度和显微硬度)之间的遗传神经网络预测模型。在此基础上,采用遗传算法对纳米陶瓷涂层结合强度和显微硬度进行了单目标和多目标参数优化。结果表明,遗传神经网络模型预测值与试验值误差较小,相对误差不超过2.5%。遗传算法优化的涂层最大结合强度和显微硬度分别为70.7MPa和2025.5HV;在结合强度和显微硬度两者权重相同的情况下,当熔池闭环控制温度为2472.0℃、超声振动频率为31.9kHz和保温箱预热温度为400℃时涂层综合性能最优,对应的结合强度和显微硬度分别为69.1MPa和1835.5HV。

压片预置式激光多层熔覆厚纳米陶瓷涂层结合性能

采用压片预置式激光多层熔覆制备了厚纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数)涂层,研究了涂层的微观组织和结合性能,并分析了涂层厚度对结合强度的影响。结果表明,陶瓷涂层各层之间无明显界面,过渡缓和自然,涂层内部致密、连续,基本无孔隙及贯穿性大裂纹等缺陷;涂层由等轴晶的完全熔化区和残留纳米颗粒的部分熔化区组成,并且涂层中的裂纹基本集中于部分熔化区,另外晶粒尺寸表现为上小下大的梯度过渡特征。随着涂层厚度的增加,结合强度逐渐下降,其减小的趋势为先快后慢。厚度为175μm的试样结合强度高于78.6 MPa,而厚度为350、525、700μm的涂层结合强度分别为66.3、47.4、36.2MPa。

激光多层熔覆FGH95高温合金的显微组织

利用激光多层熔覆工艺制出表面平整无变形的FGH95高温合金样品。样品截面呈层片状结构,显微组织为胞状树枝晶,熔池不同部位的晶粒取向不同。γ′强化相呈岛状或链状弥散分布于γ枝晶晶界处。合金的主要成分在截面上均匀分布,无明显偏析。样件显微硬度为430～540HV0.2,基本达到FGH95热等静压件的水平。

激光熔覆高厚度涂层技术研究现状及发展趋势

激光熔覆是一项重要的材料改性新技术,有着良好的应用前景。随着机械强度的提高,低厚度的熔覆层已不能满足要求,激光熔覆向着制备高厚度涂层方向发展。现在主要通过激光单层和多层熔覆两种技术手段来获得高厚度熔覆层,其中多层熔覆技术分为恒定成分多层熔覆和梯度多层熔覆。综述了激光单层熔覆和多层熔覆的研究现状,并着重介绍了梯度多层熔覆的研究现状,最后展望了该技术的发展趋势。

激光熔覆多层Nb-Si-Ti显微组织

采用基于多层激光熔覆的激光快速成形方法,通过优化激光扫描过程参数,调整不同成分元素粉末来进行铌硅基自生复合材料的显微组织和成分设计研究.采用Nd:YAG激光器扫描预置在Ti-6Al-4V基材上成分为Nb-18Si-24Ti(原子分数)混合粉末,获得所需激光熔覆层.优化出工艺参数为激光脉冲电流225A,扫描速度3.0 mm/s,激光脉冲频率15 Hz,激光脉冲宽度3.0 ms,离焦量15 mm,并在优化参数下制备出了4层多道样品.分别采用OM,SEM及XRD对预置法制备出的多层沉积层的显微组织及相结构进行分析,结果显示在多层沉积层中获得了铌硅固溶体Nbss,硅化物Nb5Si3和Nb3Si等相,随着沉积层数的增加,Nb,Si含量逐渐增加,显微组织由接近于基体的细小枝晶转变为在最顶层的深色岛状Nb5Si3,灰色条状或岛状Nb3Si及白色Nbss.

层间停光时间对多层激光熔覆影响实验研究(英文)

采用Fe基合金粉末在Q235D钢表面进行多层激光熔覆实验,得到的熔覆层表面比较光滑平整、粗糙程度较小,没有宏观裂纹和气孔出现,通过金相组织观察发现熔覆层组织晶粒的尺寸比较细小,熔覆层组织较好,无裂纹,基本无气孔出现,熔覆层与基体冶金结合较好。实验分别采用不同的层间停光时间进行多层激光熔覆,结果发现:多层熔覆时当停光时间较短时,熔覆层整体的显微硬度值会随着熔覆层数的增加而有所下降,并且熔覆层硬度的变化规律为:与基体结合的第一熔覆层硬度最高,往上层依次逐级降低,最后一层的硬度最低;当停光时间较长时,熔覆层的整体显微硬度值同样也会随着熔覆层数的增加而降低,而各熔覆层变化规律有所不同的是与基体结合的第一熔覆层硬度最低,往上层依次逐级升高,最后一层的硬度最高。实验结果对实际生产有重要的研究和应用价值。

激光熔覆多层熔覆层组织与性能研究

采用高功率半导体激光器在45#钢圆棒表面制备了Ni25、Co2和316L多层熔覆层,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对熔覆层的微观组织及物相进行表征,并测试涂层试样的硬度与耐磨性能。结果表明,熔覆层组织均匀、致密,晶粒细小,与基体成冶金结合;激光多层熔覆时,熔覆层经多层重叠扫描,重复融化凝固造成层与层结合区存在一明显白亮带,层内组织在该处存在明显分层现象;Ni25合金熔覆层主要物相有γ-Ni固溶体、BNi3、B2Fe3Ni3、C-Fe-Si等;Co2熔覆层主要由γ-Co、γ-Ni固溶体等组成;多层熔覆层硬度和耐磨性相较于基体,有较大提高,Co2合金熔覆层平均硬度值最高,达到了584.7HV0.3,多层熔覆层经过多次重叠扫描,重复融化凝固熔覆层硬度更加均匀。

Q235D多层激光熔覆实验研究

在Q235D钢表面进行多层激光熔覆Fe基合金粉末,实验结果显示基体与熔覆层之间以及熔覆层与熔覆层之间的冶金结合性较好,没有出现裂纹,并且基本无气孔,熔覆层的显微组织、表面硬度和显微硬度均显著优于基体。实验发现,多层熔覆时在不连续加工情况下,随着制备熔覆层数目的增多,在加工新的熔覆层时,之前已经制备完成的各熔覆层的硬度均会有不同程度的降低,并且距离基体越近的熔覆层其硬度降低越多,第一熔覆层显微硬度最低,往上层方向显微硬度逐渐增加,最后一层硬度最高,并且制备的层数越多这种硬度降低程度也会越显著。

TC4钛合金多层激光熔覆工艺研究

为探究TC4(Ti-6Al-4V)钛合金多层激光熔覆实验的最佳的工艺参数组合,采用IPG光纤激光器和侧向送粉系统,在TC4板材表面进行激光多层熔覆实验,熔覆粉末选择Ni60A自熔性合金粉末。实验结果显示,熔覆层各层选择的扫描速度偏低时,随着层数的增加,熔覆层表面出现过烧现象;每层之间要不断调整激光功率和扫描速度,才能得到完好的多层堆积层,且熔覆层和基体形成了良好的冶金结合。随着层数的增加,已完成的熔覆层由于受到激光热量的回火处理,表面硬度会有一定程度的降低。越靠近基体的熔覆层硬度越小,最顶部的熔覆层硬度最高。

超声辅助对激光熔覆Ni60涂层质量的影响

通过在45钢表面激光熔覆Ni60合金粉末,制备了3层熔覆涂层。对涂层施加超声振动与不施加超声振动的对比实验。运用OM、XRD分析涂层的微观形貌和物相组成,并进行EDS元素线扫描分析。结果表明,超声振动不会影响涂层中的物相种类,但与未施加超声振动的涂层相比,激光熔覆过程中施加超声振动可使元素分布趋向均匀化。可通过超声振动减少涂层中晶粒尺寸和应力生成,减少涂层中裂纹的数量。施加超声振动可有效改善熔覆效果,提升涂层的性能。

WC对316L钢表面的铁基激光熔覆涂层的性能影响研究

为进一步提高316L钢材的显微硬度,拓宽其使用范围,采用激光熔覆的方法,在316L钢材表面制备出不同比例的Fe60-WC熔覆层。研究不同比例的WC对熔覆层的截面组织、显微硬度、晶相构成的影响及原因。经过试验分析可知,当WC的质量分数为3%时,其与Fe60形成了硬质合金结构,增加了熔覆层的显微硬度。当WC的质量分数提升至5%时,熔覆层的微观结构发生了较大的改变,此时WC的质量分数虽然更多,但是熔覆层的显微硬度有所下降。结果表明,当WC的质量分数为3%时,熔覆层保持树形胞状晶,此时的显微硬度明显高于基体。

激光熔覆316L粉末多层堆积过程中熔覆层Cr元素分布机制研究

为了研究激光熔覆316L粉末多层堆积过程中熔覆层的Cr元素分布机制,建立了一种基于体积平均法的三相熔化凝固模型,模拟多层激光熔覆过程中的熔池流动、传热和传质现象。对模拟结果与实验结果进行比较分析,验证了模型的可靠性。通过分析激光熔覆多层316L粉末过程中的温度场、流场以及元素分布的瞬态变化,以Cr元素作为粉末的示踪元素获得了熔覆层的元素分布机制。结果表明:由于Marangoni效应,熔池内形成了位于熔池前端的顺时针方向涡流和后端的逆时针涡流,熔池最大流速出现在熔池后端表面;在前三层熔覆过程中,随着层数增加,熔池表面温度梯度下降导致熔池最大流速减小,而在热积累作用下熔池体积明显增大,但熔池内部流态不发生改变。同时,第二、三层熔覆时熔覆层发生部分重熔,重熔区内的基体元素在熔池内被粉末元素再次稀释,导致粉末元素的含量在熔覆层内逐层上升,最终获得从基体元素向粉末元素过渡的熔覆层。

金属零件激光直接快速成形技术的研究(下)——国内篇

金属零件激光多层熔覆直接快速成形技术是目前快速成形领域的研究热点,本文系统介绍了国内外激光熔覆直接快速制造技术成形工艺的最新研究进展。研究表明,金属零件激光熔覆直接快速成形工艺具有常规制造方法无法比拟的优势,有着广阔的发展前景。

激光直接快速成形金属材料及零件的研究进展(上)——国外篇

基于激光熔覆的金属材料直接快速成形技术是目前快速成形领域的研究热点,本文系统介绍了国内外激光熔覆直接快速制造技术成形材料和零件的最新研究进展。研究表明,激光熔覆直接快速成形的金属零件的力学性能与常规加工方法制造出的零件相当,可以满足直接使用要求,具有广阔的发展前景。