煤炭机械磨损与表面激光熔覆工艺优化

本研究聚焦于煤炭行业机械设备磨损问题,通过表面激光熔覆工艺的探索,旨在降低煤炭机械设备的磨损率。结合磨损试验和金相组织观察的研究方法,系统分析了不同激光参数和熔覆材料对磨损性能的影响。研究结果显示,优化的激光熔覆工艺显著提升了煤炭机械设备的耐磨性。具体地,调整激光功率、激光束直径和熔覆速度,能够有效控制熔覆层的表面硬度和耐磨性。此外,还发现,在特定环境下,选择恰当的熔覆材料和工艺参数能极大提高设备的耐磨性和使用寿命。本研究成果为煤炭机械设备的设计优化和工艺改进提供了重要的理论支持和实践指导。

铸铁表面激光熔覆裂纹的形成原因

选用了三种铸铁基材和四种合金粉末，考察了激光能量密度（ｑ）以及各种基材与合金粉末搭配时对熔覆裂纹的作用。建立了一种定量评判基材与粉末材料相容性的公式，由该公式可计算出湿润角。和ｑ是控制裂纹形成与否的两个重要原因。

铸铁表面激光熔敷层的抗裂性和耐磨性

采用免预热多道搭接的激光熔敷工艺,在铸铁表面制备出抗裂耐磨的激光熔敷层,研究了激光功率和扫描速度对熔敷层抗裂性的影响。适当的激光功率和扫描速度可以使铁基熔敷层的裂纹率最低。随着Ni含量的增加,熔敷层内奥氏体相体积分数增加;K可促进共晶碳化物团球化,熔敷层抗裂性增强。通过对铸铁表面激光熔敷层裂纹的萌生与扩展的动态观察,揭示了熔敷层开裂的微观机制。裂纹易在粗大渗碳体区或石墨与奥氏作的界面处萌生,奥氏体可明显抑制裂纹的扩展。Ti含量增加使熔敷层中原位自生的TiC的体积分数增大,熔敷层磨损质量损失减少,耐磨性增强。

QCr0.5中间层与表面激光改性后的40Cr钢超塑性连接

经激光表面淬火预处理后的40Cr钢,进行预置QCr0.5中间层的超塑性焊接研究。结果表明,经激光淬火预处理后的40Cr钢与QCr0.5中间层待焊接面经仔细清洗,在预压应力56.6MPa、初始应变速率2.5×10-4s-1、焊接温度750～800℃的条件下,经120～180s短时压接,即可实现二者的超塑性连接,接头强度达QCr0.5母材强度,胀大率不超过6%。当预置中间层厚度小于2.5mm时,接头强度明显高于40Cr/QCr0.5超塑性焊接的。在焊接过程中,接头区界面两侧发生了明显的原子互扩散;QCr0.5铜合金发生了超塑性流变。

扫描方向对金属和硅复合薄膜表面激光诱导自组织加工质量的影响(特邀)

激光诱导周期性表面结构的质量可通过调整激光参数、改善材料表面和优化扫描策略等手段来提高。研究了扫描方向对线偏振激光诱导金属/硅复合薄膜表面氧化LIPSS的影响。结果表明,当扫描方向垂直于激光偏振方向时,纳米结构会出现分叉、不连续等问题;当扫描方向平行于激光偏振方向时,纳米结构呈现短程有序,但在光斑拼接处存在扭曲;而当扫描方向与激光偏振方向存在一定夹角时,容易获得长程均匀有序的周期性纳米结构。数值仿真结果表明造成这些现象的原因是近场效应对自组织过程具有不可忽略的影响。

火炮身管内表面激光硬化处理的实验研究

提高身管寿命是火炮行业亟待解决的关键技术问题 ,激光表面改性技术是解决这一问题的有效方法之一。本文在分析激光表面相变硬化性能的基础上 ,对身管内表面进行了激光硬化处理实验研究 ,检测了其内表面阳线和阴线的硬化层硬度和深度 ,对比分析了离焦量和焦深对其内表面硬化层硬度的影响 ,并对激光相变硬化层金相组织进行了分析。经激光硬化处理后 ,身管的内表面硬度有明显提高 ,硬化层较深 ,且为很细的条状马氏体组织。

35CrMo钢表面激光熔覆Ni/WC-Y_2O_3熔覆层性能研究

研究对35CrMo钢表面激光熔覆Ni/WC-Y2O3合金,分析其工艺、熔覆层显微组织和综合性能,在Ni基合金中加入一定量WC硬质相、稀土氧化物Y2O3后,能对熔覆层组织的性能起到改善作用。分析试验数据表明:多种强化机制共同作用,使熔覆层的硬度和耐磨性能有显著提高;添加WC硬质相,熔覆层硬度变化不大,但耐磨性有很大程度提高;添加稀土氧化物Y2O3,熔覆层晶粒得到了细化,使其硬度和耐磨性都有了较大提高。

人工神经网络技术在成形模具表面激光强化中的应用

基于人工神经网络基本理论 ,建立在成形模具表面激光强化中预测材料表面最高温度、强化效果的 BP网络模型。借助于 MATL AB仿真软件中的神经网络工具箱作为开发平台 ,将试验样本数据和经过试验验证的数值计算结果作为补充的样本数据用于 BP网络的训练 ,利用训练好的 BP网络对非线性的样本数据规律进行拟合 ,实现激光加工工艺参数的优化 ,为实际生产和加工提供有效的依据。

铝合金表面激光处理的三种工艺特点

表面重熔、表面合金化及表面熔覆是铝合金表面激光改质的三个主要方法，各方法都有自已的特点，但又有相关性。通过一系列实验可以对比性地了解这些工艺对铝合金表面组织的影响及强化效果。

工艺参数对表面激光改性模具材料性能的影响

采用不同的工艺参数,对3Cr2W8V模具材料进行表面激光仿生强化改性试验,并进行了显微组织,耐磨损性能、抗高温氧化性能和耐腐蚀性能的测试与对比分析。结果表明,随焊接电流从100 A增大至160 A,扫描速度从30mm/min增大至60 mm/min,耐磨损性能、抗高温氧化性能和耐腐蚀性能均先提高后下降。焊接电流和扫描速度分别优先为140 A、50 mm/min。

3Cr13厨刀表面激光熔覆处理的组织性能研究

针对目前 3Cr13厨刀强度低、耐磨性差 ,用表面激光熔覆处理的方法改善厨刀的性能。试验结果表明 :3Cr13厨刀经表面激光熔覆处理后 ,处理表层表面光滑 ,结合良好 ;其处理层表面硬度达到10 0 0HV以上 ,耐磨性比未处理试样提高 2 5倍 ;在处理层与基体之间存在一个回火区 ,有利于保持刃口的韧性。

新型内孔表面激光强化处理机

为提高激光强化处理的质量和效率 ,通过新型结构的设计以及免编程、屏幕界面操作以及对在Windows98平台上运行的软件控制实时数控系统的开发 ,成功地研制了新型内孔表面激光强化处理的样机。在扫描运动的结构上 ,为各种类型内孔表面激光强化处理提供了一种通用的型式。

铸铁表面激光熔敷FeCrNiSiB自熔合金

本文通过激光熔敷ＦｅＣｒＮｉＳｉＢ自熔合金，在普通灰铸铁表面获得抗磨损耐腐蚀的硬化层，实现了表面与韧性的良好结合。研究了合金成分及激光工艺参数对组织和性能的影响，结果表明，与基体相比，其耐磨性提高４～５倍。

GCr15SiMn钢表面激光淬火组织和性能

探讨GCr1 5SiMn轴承钢 840℃油淬火后 ,分别在 2 60℃、 35 0℃、 45 0℃、 5 5 0℃回火 ,得到不同的原始组织 ,再进行激光淬火 .发现 2 60℃回火状态 ,表面组织为粗大的针状马氏体 ,硬度值低 ;而 35 0℃、 45 0℃、 5 5 0℃回火状态 ,表面组织为“隐晶马氏体” ,硬度值高 ,其中 35 0℃回火表面硬度值高达Hv =1 0 96,淬硬层深度可达 1mm .

铬铸铁表面激光熔敷Ni-Al-WC合金层及组织性能研究

研究了铬铸铁表面激光熔敷Ni Al WC合金层及其组织性能 ,分析了熔敷层的化学成分、相的组成、显微结构、平均显微硬度、耐磨性及耐蚀性等。结果表明 :熔敷层与基体完全实现了冶金结合 ,其化学成分、显微组织发生了根本性转变 ,使表面硬度。

金属表面激光处理技术及其工业应用

文章介绍了近年来发展的一种激光加工高科技技术——金属表面的激光处理,并对该项技术的特点、分类、激光设备以及国内外工业应用状况作了较为全面的论述。

45^#碳钢表面激光铬镍合金化及其耐磨性的研究

作者利用1.1kW CO2激光器对45#碳钢表面进行了激光铬镍合金化处理。通过对合金层的成分和相组织分析,以及对合金层和基体的硬度与耐磨性的研究认为,激光铬镍合金化层的组织是胞状枝晶,其相组成为马氏体加残余奥氏体。测试结果表明,合金层的显微硬度是45#碳钢基体的2～3倍,耐磨性也明显地比基体材料的好。

45^#钢表面激光熔敷层腐蚀磨损性能的研究

研究了４５＃钢表面镍基自熔性合金激光熔敷层的腐蚀磨损性能．并通过组织分析和硬度测试，探讨了其腐蚀磨损过程、试验表明：激光熔敷层具有良好的耐腐蚀磨损性能，比２Ｃｒｌ３不锈钢提高３～１０倍。

U74钢轨表面激光淬火工艺及其对耐磨性的影响

本文研究了U74钢轨表面激光淬火工艺及其对表面耐磨性能的影响。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区。淬硬层深度约为0.5～0.8mm,单道淬火宽度约4mm,表面硬度可达Hv850～Hv1000,淬硬层组织为高碳马氏体、细晶混合马氏体和少量奥氏体。激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度为6mm/秒,离焦量60mm条件下,U74钢轨表面激光淬火的最佳功率约为1.8kW。在该功率下,可以获得最高硬度、最大硬化层深度和最佳能量利用系数。摩擦学试验表明,经过激光淬火,钢轨表面的耐磨性能有了明显提高。

扫描速度对硅钢表面激光熔覆层组织和硬度的影响

在低硅钢表面激光熔覆Fe-Si粉末制备高硅熔覆层,研究了激光扫描速度对熔覆层宏观形貌、相组成、显微组织、成分及硬度分布等的影响.结果表明,不同扫描速度条件下熔覆层表面均由-αFe(Si),-γFe(Si)和FeSi2组成;随扫描速度增大,熔覆层的组织有细化的趋势,组织不均匀性得到改善;同时,熔覆层厚度减小,导致稀释率减小,使熔覆层平均硅含量提高,显微硬度提高.通过调整激光扫描速度,获得了无裂纹缺陷,且与基体呈良好冶金结合的熔覆层,最佳扫描速度为2.5 mm/s.