激光喷涂技术的工艺特性

根据我们的基础试验资料和数据，并结合国外报道的部分试验结果，对激光喷涂的试验技术和工艺特性作了比较深入的阐述。

激光喷涂形成气门座丰田开发新工艺

丰田自主开发了铜系合金与硬质颗粒的混合材料，确立了通过激光喷涂该材料，使其直接堆焊到气缸头上，从而设置气门座的新工艺。

AZ91D镁合金表面激光等离子复合喷涂Al-Si/Al＋Al_2O_3涂层的研究

利用一种全新的激光等离子同时复合喷涂加工技术,成功在AZ91D镁合金表面制备了Al-Si/Al+Al2O3涂层,并研究了激光功率对涂层结构和性能的影响。利用SEM、光学显微镜法、XRD、显微硬度计等分析测试手段研究了在不同激光功率下的涂层形貌、孔隙率、相组成、显微硬度。结果表明:Al-Si过渡层明显改善了涂层与基体的结合,当激光功率为1800W时,涂层中未熔颗粒最少,涂层最致密;涂层仅存在Al和稳定态α-Al2O3两种相,没有残留的亚稳态γ-Al2O3相;涂层的孔隙率随着激光功率的增加而降低,由4.5%降低到2.6%,但激光功率超过1800W时,涂层孔隙率不降反而增加;喷涂后,硬度由HV0.0555增加到HV0.05275,涂层表面的显微硬度最大,并随激光功率的增加而增加,但当激光功率增加到2000W时,涂层硬度不再增加反而略有降低。

激光辅助冷喷涂Stellite 6多颗粒沉积的数值模拟

针对激光辅助冷喷涂过程中Stellite 6多颗粒沉积机理的问题,运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对Stellite6多颗粒在不同工艺参数下的碰撞过程进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较分析。研究表明:多颗粒沉积过程中,后续颗粒对先前沉积颗粒具有夯实作用,相邻颗粒间的变形能够填充颗粒间的空隙;颗粒沉积过程中无金属射流现象、无新物质生成、无氧化反应;Stellite 6颗粒在45钢基体上的沉积机制为镶嵌式的机械咬合。实验结果与数值模拟相吻合。

La_(2)O_(3)对激光热喷涂TiC增强Al基涂层组织与性能的影响

运用激光热喷涂技术在S420钢表面制备了TiC增强Al基涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度计和电化学工作站表征了涂层的显微组织、物相、显微硬度和耐蚀性。结果表明:涂层主要由基体Al相、连续相和硬质TiC增强相组成,涂层与基体界面间为冶金结合。添加适量的La_(2)O_(3)可以细化涂层内晶粒,提高涂层的显微硬度和耐蚀性。

基于激光辅助冷喷涂的立柱耐蚀涂层研究

针对综采工作面液压立柱在恶劣的矿井环境中易腐蚀失效问题,提出采用激光辅助冷喷涂的工艺方法制备液压立柱耐腐蚀涂层。运用LS-DYNA动力学分析软件,建立激光辅助冷喷涂工艺制备耐腐蚀涂层的二维模型。对Ni60金属颗粒在27SiMn钢基体上形成涂层的过程进行数值模拟,分析碰撞速度、沉积区域温度对颗粒及基体变形行为的影响,验证此种工艺方法在液压立柱表面的应用可行性。仿真结果表明,常温下颗粒沉积速度为800 m/s和基体沉积区域温度为850~1 000℃、颗粒沉积速度为600 m/s时,Ni60金属颗粒都能够较好地沉积到27SiMn钢的基体上。

NiCrBSi硬质合金激光粉末喷涂

普通的NiCrBSi喷涂存在有加热温度过高以及在熔化和凝固过程中从基体材料中溶入合金元素(铁)等问题。激光喷涂可避免上述问题,此工艺只需极少的热源,喷涂时表面仅熔化零点几毫米深,因此溶入量少,喷涂材料的结合力好。 1.引言和问题的提出近年来激光喷涂已发展成为一种重要的激光表面处理工艺。

工艺参数对H13热作模具钢激光重熔-火焰喷涂复合涂层性能的影响

研究了工艺参数对激光重熔-火焰喷涂复合涂层后H13热作模具钢的高温耐磨损性能、高温力学性能、抗高温氧化性能和热疲劳性能的影响规律。结果表明,单一增大激光功率或喷枪移送速度,激光重熔-火焰喷涂H13热作模具钢的高温耐磨损性能、高温力学性能、抗高温氧化性能和热疲劳性能均先提高后降低。与未经喷涂处理的H13钢相比,激光重熔-火焰喷涂复合涂层H13钢在500℃下的磨损体积减小91%、抗拉强度增加151%、屈服强度增加182%、500℃高温氧化72h后的单位面积质量增重减小90%、热疲劳裂纹级别从11级变为2级。

球磨CNTs/Cu复合粉末的激光辅助低压冷喷涂沉积特性及耐磨损性能研究

利用高能球磨法制备CNTs/Cu复合粉末,通过激光辅助低压冷喷涂技术在铜基体上实现球磨CNTs/Cu复合粉末的有效沉积,并对复合粉末及涂层的微观形貌、结构、元素分布及耐磨损性能进行表征。结果表明:高能球磨法能使CNTs均匀分散并嵌入塑性变形的铜粉中形成CNTs/Cu复合粉末;CNTs含量较高时,CNTs/Cu复合涂层沉积效率降低且存在孔隙和表面凹坑缺陷;复合涂层的磨痕相较于纯铜涂层更光滑,且复合涂层为粘着磨损和磨粒磨损的混合机制。

汽车用316L不锈钢激光/等离子喷涂Co-Cr3C2涂层组织与结合强度分析

为了提高汽车用316L不锈钢表面的机械强度,采用激光/等离子喷涂的方法制得Co-Cr3C2涂层,并与等离子喷涂层进行比较,试验测试分析了涂层的微观组织及沉积过程中的焰流形态。分析结果表明:采用等离子喷涂制得的涂层存在大量孔隙;利用激光/等离子喷涂制备的Co-Cr3C2涂层具有明显的冶金结合特征,涂层中的孔隙裂纹较少。以激光/等离子喷涂制备的Co-Cr3C2涂层孔隙率小于等离子喷涂层的,结合强度高。等离子喷涂形成了完全熔融、部分熔融以及没有熔融的3种颗粒;采用激光/等离子进行喷涂制得的涂层内没有产生尺寸较大的的未熔颗粒,达到了更好的铺展状态,形成了尺寸更小的晶粒,显著降低了涂层中的裂纹与孔洞数量,提高了涂层的表面硬度与耐磨性。

激光辅助热喷涂NiCoCrAl YTa/ZrO_(2)/BaF_(2)·CaF_(2)涂层的组织及性能

高温耐磨涂层是航空发动机关键摩擦副可靠使用的重要保障,鉴于其服役环境日益严苛复杂,进一步提高涂层的高温耐磨性能是十分必要的。利用激光辅助热喷涂技术制备NiCoCrAlYTa/ZrO_(2)/BaF_(2)·CaF_(2)高温耐磨涂层,利用SEM、EDS分析高温耐磨涂层的横截面微观组织及化学成分,研究ZrO_(2)/BaF_(2)·CaF_(2)质量分数、激光功率及扫描速度对耐磨涂层微观组织、力学性能及高温耐磨性能的影响。结果表明:激光辅助处理可以诱导耐磨涂层表面形成具有树枝状结构的ZrO_(2)陶瓷层;当激光功率为80 W,扫描速度为8 mm/s,喷涂粉末为75 wt.%NiCoCrAlYTa+25 wt.%ZrO_(2)/BaF_(2)·CaF_(2)时,制备涂层的微观组织、综合力学性能及高温耐磨性能达到最好;在此工艺参数下,涂层顶部的ZrO_(2)陶瓷层最为致密均匀,其平均纳米硬度为13.6 GPa,平均弹性模量为182.5 GPa,800℃时的磨损率为2.7×10^(-5) mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)。将高温耐磨涂层的组分设计与激光辅助热喷涂工艺相结合,可为提高涂层综合性能的提供解决途径。

激光辅助冷喷涂技术应用进展

激光辅助冷喷涂技术是基于冷喷涂的原理,综合冷喷涂和激光熔覆的优点为一体的复合涂层沉积技术,可以沉积致密匀称、孔隙率可控的功能涂层,而且沉积速度快、涂层废品率低。本文主要介绍了该技术的原理及其最新应用范围,阐述了采用该技术在制备Stellite-6合金涂层、Ti涂层、Al-12 wt.%Si涂层、Ni60基金刚石复合涂层、Ti-HAP复合生物涂层等不同领域的应用优势。激光辅助冷喷涂技术的应用是激光用于工程部件表面修饰、涂层制备,提升部件性能的一个新趋势。

热喷涂技术的发展和应用

介绍了热喷涂技术的工艺特点。对超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂、激光喷涂、反应热喷涂和冷喷涂等5种不同的热喷涂工艺的优缺点进行了分析。总结了热喷涂技术的应用状况。探讨了新工艺、新材料在热喷涂技术中的应用前景。

热喷涂和激光熔覆集成设备在高性能表面处理领域的应用

本论文阐述的是将各种不同的热喷涂技术与激光表面加工技术进行组合后通过同一个控制系统进行控制的新型集成设备。这种集成设备的优势在于某些工业领域应用部件表面不同部位需要通过两种不同的工艺技术进行处理时,比如沉没辊和发动机叶片。另外,采用激光设备对热喷涂涂层进行后处理并获得更加优异的涂层性能的应用领域也在不断的扩大,比如将热喷涂的镍基和钛合金涂层通过新型的激光设备进行再次加工,将会得到性能更加优异的涂层结构。目前最先进的理念是,将热喷涂与激光设备充分地融合在一起,通过更加高效节能的方法获得性能更加可靠的涂层质量,如对于粉末状的材料来说,用热喷涂的电弧或火焰对喷涂材料进行预热后再准确地注入激光的熔池内;而针对丝材,则可采用电阻加热的方式对丝材进行预热后再注入激光熔池内。

热喷涂技术的现状和发展

介绍了热喷涂工艺的特点,喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况,并对热喷涂技术的发展方向给予了展望.

高温球阀喷涂Al_2O_3-TiO_2和WC-Co涂层的耐磨粒磨损性能

采用激光等离子喷涂技术在已失效的高温球阀基体材料上制备Al2O3-TiO2与WC-Co金属陶瓷涂层,在摩擦磨损试验机上对涂层的耐磨粒磨损性能进行研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的显微组织结构、磨损表面及其相组进行分析,并采用维氏显微硬度计、WE-50型液压拉伸验机和箱式电热炉对涂层的显微硬度、结合强度及抗热震性进行测试.结果表明,Al2O3-TiO2金属陶瓷涂层的综合性能最好,可以用于失效高温球阀的再制造.

国外热喷涂技术的进展

本文介绍了气体火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂,以及新出现的爆炸喷涂和激光喷涂的技术,及其发展概况、应用领域等。

激光表面工程

介绍了激光表面处理、激光淬火、激光喷涂、激光蒸气沉积以及激光冲击硬化等几种先进的工艺技术。通过本文的介绍我们可以看到激光加工技术在工业上具有广阔的发展前景，并且同常规技术比较，激光加工技术具有更好的成本效益。