脉冲激光熔覆高速钢粉末涂层的微结构与裂纹抑制

采用Nd∶YAG脉冲激光器对预置了高速钢粉末的球墨铸铁基体进行激光熔覆处理.单道实验得到优化后的高速钢激光熔覆工艺参数为:电流240A、扫描速度3.0 mm/s、离焦量13 mm、预置涂层厚度0.5mm、激光脉冲频率15Hz、脉宽3.0ms.多道搭接实验结果表明,制备的熔覆层组织致密,与基体形成了冶金结合,主要强化相为WC1-x和V4C3,有裂纹存在.熔覆层平均显微硬度为600HV,最高达到682HV,约为基体(300HV)的2.3倍.添加50%Ni60自熔性合金,有效控制了熔覆层裂纹数量,显微硬度略有降低,最高为637HV,约为基体的2.1倍.

纯铜表面脉冲激光熔覆Ni60涂层的结构与性能研究

为了克服纯铜表面激光熔覆时热量难以积聚的困难,得到冶金结合良好的Ni60熔覆层,采用预热辅助脉冲激光熔覆的方法,在纯铜表面进行了Ni60合金粉末的熔覆实验,并建立了纯铜表面预热辅助脉冲激光熔覆过程的3维瞬态热弹塑性模型,对温度场及残余应力进行了仿真。预热温度达到573K时,Ni60熔覆层中裂痕完全消除;预热温度为673K时,激光熔覆的加工效率提升了2.2倍;预热辅助脉冲激光熔覆得到的Ni60熔覆层平均硬度达到800HV0.2;常温下,Ni60熔覆层与ASTM52100钢相对耐磨性为4.45,摩擦系数约是铜和ASTM 52100钢的57%。结果表明,随着预热温度的升高,Ni60熔覆层中裂纹减少,激光熔覆效率提高;Ni60熔覆层有效地提高了表面硬度,减小了摩擦系数。通过预热辅助脉冲激光熔覆技术,在纯铜表面制备得到无裂纹、无气孔的Ni60熔覆层,可有效地提高铜基材的硬度与耐磨性。

纯钛表面FeCoNiCr_(0.5)Al_(0.8)高熵合金脉冲激光熔覆层的显微组织和性能

采用脉冲激光熔覆技术在TA2工业纯钛表面制备了FeCoNiCr_(0.5)Al_(0.8)高熵合金熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成、硬度和高温抗氧化性能。结果表明:熔覆层和基体间形成良好的冶金结合,熔覆层中不存在裂纹、气孔等缺陷,熔合界面较平直;熔覆层表面熔池边界线处为细小等轴晶,中部为树枝晶,熔覆层截面组织为层状分布的细晶;熔覆层由简单面心立方结构Ti_(2)Ni和AlCTi_(2)组成;熔覆层的平均硬度为761.23 HV,是基体硬度的4倍以上;熔覆层具备良好的高温抗氧化性能,在800℃氧化120 h后的单位面积质量增加量为17 mg·cm^(-2),仅约为基体的1/3。

脉冲CO_2激光熔覆K403合金层工艺研究

在K403合金的基体上,采用脉冲CO2激光器熔覆Stellite合金,研究了脉冲激光峰值功率、扫描速度、脉冲频率和宽度对熔覆层的形状特征和熔合质量的影响。研究结果表明,随着脉冲激光的峰值功率、脉冲宽度、脉冲频率增加,或扫描速度降低,熔覆层的宽度、熔化深度和稀释率增加。采用高峰值功率脉冲激光熔覆可以获得无热裂纹且结合完整的界面。

脉冲Nd:YAG激光熔覆修复塑料模具工艺参数的优化

激光器的电压、电流、脉冲宽度、脉冲频率与激光的扫描速度、光斑直径等工艺参数直接影响着脉冲Nd:YAG激光熔覆质量。为了简化工艺调整过程,提出了重叠率的概念,并进行了理论推导,建立了重叠率与脉冲频率、激光扫描速度、激光光斑直径相互关系的方程式。利用预置法在低碳钢基体上熔覆Ni基合金粉末,获得了2组最佳工艺参数,即单脉冲能量、重叠率分别为6.7 J,97.4%和21 J,69.4%。研究表明:在单脉冲能量和重叠率一定的条件下,改变电流、脉宽、脉冲频率及熔覆速度不会影响熔覆质量。

脉冲激光熔覆制备ATF包壳Cr涂层的工艺与性能研究

介绍了中广核研究院在事故容错燃料(ATF)包壳领域的最新成果,通过预置粉末式脉冲激光熔覆技术,在不同的功率下制备出不同厚度的锆包壳管Cr保护层;通过高温蒸汽氧化增重数据发现,采用半导体脉冲激光熔覆技术、脉冲激光功率50～60 W、螺距0.8～0.9 mm、角速度10°/s等参数条件下制备Cr涂层可以获得较好的抗高温氧化性能,证明保护的效果直接受涂层质量控制。通过SEM分析了涂层的显微结构,采用扩散机理解释了Cr涂层在1200℃下与锆合金基体相容性良好的原因。

超薄板材上Nd:YAG脉冲激光送粉熔覆研究

研究了为满足特定图案要求在超薄板材 ( 0 1～ 0 15mm)上进行Nd :YAG脉冲激光送粉精细熔覆过程中激光熔覆特性、侧向和同轴喷嘴送粉熔覆、基体的真空吸附夹紧和强迫制冷、熔覆层几何形貌、元素分布和微观组织特性等因素。得到了熔覆层高宽比为 0 88和 0 5。

钛合金表面激光熔覆(Ti+Al/Ni)/(Cr_2O_3+CeO_2)复合涂层组织写耐磨性能

为改进钛合金(Ti6A14V)的耐磨性能,应用脉冲Nd:YAG激光器进行了钛合金表面熔覆(Ti+Al/Ni)+ (Cr_2O_3+CeO_2)复合涂层实验,分析了熔覆层微观组织,测试了熔覆层显微硬度及其在大气环境室温下的摩擦磨损性能。结果表明,熔覆层组织是在细小树枝晶和共晶基体上散布着未熔Cr_2O_3颗粒和白亮球状液析Cr_2O_3,及生成的硬化TiAl陶瓷颗粒增强相。显微硬度明显提高,最高可达1150HV,平均是基材的3～4倍。熔覆层和基材实现良好冶金结合,白亮熔合区宽度为10～20μm。激光熔覆层干滑动摩损的摩擦系数在0．2～0．3之间,磨损率比Ti6A14V标样降低约4～5倍。