镍铁铝混合粉末的激光熔覆冶金研究

为了利用高能激光束将镍、铁、铝金属单质的混合粉末快速熔融,得到高性能的镍铁铝合金,并直接用于熔覆,采用激光3-D打印的金属粉末成型的方法,用一台中低功率的光纤激光器,以工程中常用的轧制不锈钢板为基底,研究了一定比例的镍、铁、铝混合粉末的熔覆冶金情况。通过优化激光工艺参量(激光频率、扫描速率、激光功率和离焦量)组合,得到了质量良好的单道熔覆结果。通过激光共聚焦显微镜、晶相显微镜以及扫描电子显微镜等检测手段,对熔覆条的宏观形貌和微观组织进行观察。结果表明,可获得良好的无气孔无裂纹的合金组织,且合金与基板形成了良好的冶金结合;熔覆层硬度低于基板硬度30HV左右,但截面硬度分布均匀。该研究有助于得到各向性质统一的冶金层。

热喷涂与熔覆技术制备镍基涂层的空蚀性能

利用热喷涂和等离子熔覆技术分别制备了镍基涂层,采用SEM、X射线衍射、显微硬度、失重分析法对空蚀前后的涂层进行了对比研究,并在旋转圆盘空蚀实验机上进行了空蚀实验。SEM结果表明,等离子熔覆涂层与基体结合为冶金结合,内部组织致密,缺陷少;热喷涂涂层由堆积的变形粒子组成,与基体多为机械结合,涂层具有层状叠加组织结构,其中孔隙较多。Ni基熔覆涂层表现出较好的耐空蚀性能,其失重量与对比不锈钢接近。X射线衍射分析空蚀后的熔覆涂层表面物相发生了变化,空蚀前后的熔覆涂层截面硬度表明,镍基涂层的在空蚀过程中出现了加工软化。热喷涂涂层由于内部结合力较低,特别容易被空蚀微射流或冲击波过程所破坏。