New Laser-cladding Technique for Welding of Bridge Wires in Detonators

The laser-cladding technique for welding of bridge wires is reported for the first time.The essen- tial feature of this technique different from the cur- rent methods is the realization of mutual melting of workpieces.Thus the stability of products is im- proved in an order of magnitude.The main points of the technique and the microanalyses of the weld- ing spot and other features are given.The technique presented is a novel method of welding between tiny piece and workpiece of different sizes and proper- ties.

添加CeO_(2)对激光熔覆Ni基/WC复合涂层的影响

为了提高Q235钢材在海水中的耐腐蚀性能,扩大其应用场合,使其能够服役于富含Cl离子的海洋环境,采用激光熔覆技术,在Q235钢表面制备出添加不同质量分数CeO_(2)改性的Ni基/WC复合熔覆层,并利用扫描电镜、能谱仪和电化学工作站等仪器对熔覆层的组织与性能进行了测试。结果表明,适量CeO_(2)的加入可以促进晶粒细化与组织的均匀分布,提高熔覆层在NaCl溶液(质量分数为3.5%)中的耐腐蚀性能;当添加的CeO_(2)质量分数达到1%时,熔覆层具有最高的平均硬度与最好的耐海水腐蚀性能;过高的CeO_(2)含量则会加剧电偶腐蚀效应,降低其耐腐蚀性能。该研究为后续在Q235钢材表面制备耐腐蚀的激光熔覆合金涂层、改善合金材料表面性能提供了理论参考依据。

WC对316 L钢表面的镍基激光熔覆涂层的性能影响研究

为了提升316L不锈钢的耐腐蚀性能,延长其在海洋环境中的使用寿命,讨论了激光熔覆技术在316L基材表面熔覆了纯Ni60涂层和WC+Ni60复合涂层的方法和效果。WC+Ni60复合涂层结合了WC颗粒的硬度和Ni60基体的韧性,具有更优异的综合性能,适用于对基材表面进行更高强度的保护。分别利用硬度仪、X射线衍射仪和电化学工作站对涂层检索和测试。结果表明,WC+Ni60复合涂层的平均截面硬度为719 HV,但各区域波动较大,同时熔覆层表面相较纯Ni60涂层更耐腐蚀,自腐蚀电位提高了0.12 V,自腐蚀电流密度降低了2.49×10^(-6)A/cm^(2)。本研究为后期制备耐海水腐蚀复合涂层提供了参考。

La_(2)O_(3)掺杂铁基记忆合金涂层组织与性能研究

为了探究La_(2)O_(3)对激光熔覆形状记忆合金涂层组织和性能的影响,采用宽带激光熔覆技术在42CrMo中碳钢表面制备了掺杂La_(2)O_(3)的Fe17Mn5Si10Cr5Ni形状记忆合金复合涂层,通过表征得到了La_(2)O_(3)对复合涂层的显微组织、维氏硬度、耐磨性、耐蚀性和表面残余应力的影响结果。结果表明,La_(2)O_(3)显著降低了晶粒尺寸,掺杂质量分数w=0.009时,晶粒尺寸达到最小值3.03μm,而复合涂层具有最大硬度454.7 HV 0.2,磨损量最低;并得到最低的自腐蚀电流为4.287×10^(-7)A/cm^(2),最高的自腐蚀电位为-0.843 V,涂层保护率达到94.83%,La_(2)O_(3)明显提高了涂层的耐腐蚀性能;此时涂层的残余应力由拉应力转变为压应力,并在Fe-Mn-Si/La_(2)O_(3)产生的最大残余压应力值为-378 MPa。此项研究为低应力高性能激光熔覆涂层的开发和推广提供了实践参考。

激光熔覆Ti_(3)V_(2)Nb基轻质高熵合金涂层耐磨性能的研究

为了制备具有合适微观结构和优异性能的轻质高熵合金(LHEA),采用激光熔覆技术在TC4基体上制备了不同Al、Ni物质的量比的Ti_(3)V_(2)NbAl_(x)Ni_(y)LHEA,对其微观结构及其摩擦磨损性能进行研究,并分析了添加微量MoB陶瓷颗粒对其组织性能的影响。结果表明,Ti_(3)V_(2)NbAl_(0.5)Ni_(0.5)、Ti_(3)V_(2)NbAl_(0.5)、Ti_(3)V_(2)NbNi_(0.5)涂层的物相由单一体心立方晶体(BCC)组成,而Ti_(3)V_(2)NbAl_(0.5)Ni_(0.5)/MoB涂层则形成了第2相A15相;相对基体的硬度,4种涂层的硬度均有提升;4种涂层的磨损形式主要为黏着磨损,磨痕内分布有黏着层与少量氧化层,此外也在磨痕内观察到轻微的磨粒磨损产生的犁沟特征,相对于基体的磨损率均有较大降低,其中Ti_(3)V_(2)NbAl_(0.5)Ni_(0.5)/MoB涂层的磨损率降低了51.1%。所制备的LHEA耐磨性好,可作为航空航天、国防设备制造等领域中TC4零件的保护性涂层。

聚酰亚胺纸基覆铜板制备与性能研究

为适应高频通信技术发展需求,制备出综合性能优异的纸基覆铜板,聚酰亚胺(PI)纤维由于具有耐高低温、绝缘、阻燃、强化学稳定性等优异的综合性能正逐渐受到关注。本文以PI树脂作为胶黏剂,玻纤布、对位芳纶纸以及PI纤维原纸分别作为增强材料,采用相同制备工艺条件,探究了采用不同增强材料、相同树脂制备的覆铜板的机械性能、介电性能以及热学性能。结果发现,PI纸基覆铜板的最佳特征固化温度条件为89℃、131℃、166℃。热压工艺为:第一阶段:89℃/30min/10MPa;第二阶段:131℃/60min/15MPa;第三阶段:166℃/30min/15MPa;在相同的覆铜板制备工艺下,PI纤维纸制备的PI纸基覆铜板的介电性能和热学性能最好。研究结果拓宽了PI纤维应用领域,也为制备高频高速纸基覆铜板提供了重要的理论指导和技术支撑。

高端铝合金表面激光熔覆耐磨耐蚀涂层关键技术研究进展

高端铝合金构件广泛应用于航空航天、石油化工及氢能储运等领域,但其表面存在耐蚀性与耐磨性差、强度与硬度低、晶粒粗化和表面橘皮等缺陷,进而限制其极端环境下的高性能安全服役,因此提高铝合金构件的表面质量和服役性能极为重要。激光熔覆作为铝合金构件表面改性和修复的有效技术,通过选取合适的熔覆材料在铝合金构件表面熔覆耐磨耐蚀、高强度涂层,可有效解决铝合金构件表面性能差、服役寿命短等问题。由于铝合金特殊的物理和化学性能,如熔点低、反光率大、润湿性差、稀释率大,以及易出现气孔、裂纹等问题,所以对铝合金构件表面激光熔覆带来挑战。因此,针对高端铝合金表面激光熔覆高性能涂层面临的技术难题,以提高铝合金构件表面服役强度、耐磨耐蚀性能为目标,综合分析了铝合金表面激光熔覆高性能涂层所涉及的基本理论、制备方法、涂层组织、服役性能及应用前景,该研究为铝合金复杂构件表面激光熔覆制备高性能涂层提供了理论参考。

V_2O_5和工艺参数对镍基合金激光熔覆层裂纹敏感性的影响

在激光熔覆NiCrBSiC自熔合金粉末中添加不同含量的V_2O_5,通过改变激光功率、扫描速度、预涂厚度,进行了不同工艺条件下的单道及多道搭接试验.实验表明,V_2O_5的含量、激光熔覆的工艺均对熔覆层的形貌、组织、性能以及降低裂纹的敏感性有明显的影响.通过各个试验样品的对比分析,探讨了工艺和粉末成分对熔覆层性能及裂纹敏感性的影响,分析了多道搭接裂纹的分布规律及影响因素。

激光熔覆Ni-Zr-Nb-Al非晶复合涂层组织结构及性能研究

为了制备Ni基非晶涂层,采用激光熔覆方法在45~#钢基体上制备Ni_(60.5)Zr_(19.63)Nb_(18.07)Al_(1.8)非晶复合涂层,分析了涂层显微组织及物相,测得了表征力学及耐蚀性能的实验数据。结果表明,涂层中存在大量呈树枝状和胞状的晶体相,由X射线衍射分析可知,涂层中出现了非晶及NiZr_2,Ni_5Nb,Al_2O_3和Fe-Ni金属间化合物等物相;当功率为3600W时,涂层中白色非晶相含量最多,且组织最为细小;功率为3000W时,涂层最高硬度在最表面,达到2399.9HK,表面耐磨失重为0.5921mg·mm^(-2);涂层耐蚀性能在功率为3600W时最佳,致钝电流密度最小为3.05mA/m^2,钝化区间最宽为1170mV。由新判据设计的Ni_(60.5)Zr_(19.63)Nb_(18.07)Al_(1.8)成分具有较强非晶形成能力。

氮弧熔覆TiCN/Fe金属陶瓷涂层对农业刀具耐磨性的影响

针对农业刀具易磨损、失效频繁的现状,采用TXⅡ500型TIG焊机,以工业纯氮作为反应气体和保护气体,利用反应氮弧熔覆技术在表面预涂工业钛粉和石墨粉的Q235试件上成功制备了TiCN/Fe金属陶瓷复合涂层。利用扫描电镜、XRD射线衍射仪、显微硬度计着重分析了熔覆速度对涂层形貌、涂层物相、涂层显微硬度的影响,并与农业刀具进行了耐磨对比试验。结果表明:熔覆速度较小时涂层表面成形良好,但涂层中TiCN含量低、涂层硬度小;随着熔覆速度的增加,涂层表面成形变差,但涂层硬度增大。涂层近表层显微硬度最高可达HV0.51089,约是Q235硬度的3倍多,与农业刀具常用材料65Mn相比,磨损量仅为65Mn的1/2,涂层有较好的耐磨性。

1Cr18Ni9Ti不锈钢表面电火花熔覆WC涂层特性研究

目的研究1Cr18Ni9Ti不锈钢经电火花强化后,WC涂层的显微组织和性能。方法采用电火花熔覆技术在不锈钢1Cr18Ni9Ti基体表面制备WC熔覆层,并分析熔覆层的表面形貌、显微组织、显微硬度、耐磨性,采用线性极化法研究熔覆层在3.5%(质量分数)Na Cl腐蚀溶液中的耐腐蚀性能。结果熔覆层组织均匀、连续、致密,与基体呈冶金结合。显微硬度最大值达到1680HV0.3,平均值为1336HV0.3,比不锈钢基材提高了4倍,耐磨性是不锈钢基材的4倍。在3.5%Na Cl腐蚀溶液中,熔覆层的自腐蚀电位较不锈钢减小了约165 m V,击破电位低于不锈钢基材,维钝电流密度高于不锈钢基材。结论熔覆层具有高硬度和高耐磨性能,磨损机理主要是粘着磨损和磨粒磨损,但在3.5%Na Cl腐蚀体系中,耐腐蚀性能低于1Cr18Ni9Ti不锈钢。

钛合金表面激光熔覆TiC/Ti-Ti_2 Co涂层耐磨性

为了提高钛合金的耐磨性能,以Co基合金粉末、钛粉和活性碳为原料,利用激光熔覆技术在TC4钛合金基材表面制得以原位自生TiC为增强相的耐磨涂层,用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪等分析了涂层的显微组织、相组成及成分,在室温干滑动磨损条件下测试了涂层的室温耐磨性能。结果表明,原位生成的TiC增强相主要以发达树枝晶形态均匀分布于β-Ti,Ti_2Co共晶组织基体中;β-Ti为不规则枝晶或胞状晶,而Ti_2Co主要呈不规则块状分布,少量-Ti_2Co以片层状形成于β-Ti枝晶臂间;涂层与基材呈良好的冶金结合,显微硬度约HV600～HV700,具有优异的室温干滑动磨损性能,其中,硬质TiC相起主要抗磨作用。这一结果对提高钛合金的耐磨性能是有帮助的。

基于进化神经网络的激光熔覆层质量预测

为了有效地控制激光熔覆层质量,采用反向传播(BP)算法建立了激光熔覆层质量(熔覆层宽度、熔覆层深度和稀释率)随激光功率、光斑直径和扫描速度变化的进化神经网络预测模型。针对BP算法存在收敛速度慢、容易陷入局部极小值及全局搜索能力弱等缺陷,采用遗传算法训练BP神经网络,取代了一些传统的学习算法,设计了基于进化神经网络的学习算法。经过理论分析和实验验证,在神经网络的输出端得到期望的线性输出,并在训练样本之外,选取了5组工艺参数检验神经网络模型的可靠性,预测结果与相应的实验结果的最大相对误差为2.14%。结果表明,运用该模型可以方便、准确地选择激光工艺参数,提高激光熔覆层的加工质量。

激光-感应复合熔覆Ni基WC复合层的工艺研究

为了提高熔覆效率与消除熔覆层的裂纹,采用激光-感应复合熔覆的方法在A3表面获得了无气孔与裂纹的Ni基WC复合层。研究了不同的加工参量对复合层质量的影响,结果表明,随着激光比能的增加,粉末面密度增加;在相同的激光比能条件下,随着粉末面密度增加,熔覆层的高度增加,稀释率减小;在相同的粉末面密度条件下,随着激光比能的增加,熔覆层的宽度略有增加。此外,相对于单纯的激光熔覆技术,激光-感应复合熔覆的效率约可以提高5倍。在激光-感应复合熔覆过程中,熔覆层与基材间的温度梯度大大降低,这是Ni基WC复合层无裂纹的关键原因。

纯铜表面激光熔覆TiB_2/Cu涂层的组织及导电性能

为了满足电磁导轨的使用要求,采用激光熔覆技术在纯铜表面通过预置粉的方式制备了不同成分TiB2/Cu涂层,用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析了涂层的微观结构及相组成。涂层由Cu和TiB2两相组成,当TiB2的质量分数分别为0.02,0.05和0.1时,涂层的显微硬度分别约为95HV0.1,105HV0.1和152HV0.1,电导率为22.9MS/m,20.4MS/m和16.4MS/m。涂层与基体呈良好冶金结合,无裂纹存在,TiB2颗粒存在团聚现象,熔覆层组织为外延生长的柱状晶。结果表明,随着TiB2的含量增大,涂层显微硬度升高,涂层的电导率下降。

球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的研究

为了研究在球墨铸铁QT600-3基体上熔覆钴基合金,采用6kW CO2激光器进行激光熔覆,用扫描电镜对激光熔覆层进行形貌观察,分析裂纹及气孔的形成原因,取得在球墨铸铁基体上熔覆钴基合金的最佳工艺参数。结果表明,球墨铸铁基体与熔覆层能形成良好的冶金结合,但熔覆功率过高使得熔覆层开裂倾向增大,过渡区及热影响区的球状石墨由原来的“牛眼状”变为单独的石墨球,石墨球外围的环状铁素体出现消溶。

激光熔覆中的温度分布和涨落对熔覆工艺的影响

研究了激光熔覆ＷＣ—Ｃｏ硬质合金的试验中，熔池中的温度分布和温度涨落对激光熔覆工艺的影响。讨论了减少这些因素对激光熔覆工艺影响的途径，并对熔池内温度分布出现双峰的原因做了探讨。

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。

Al_2O_3纳米复合陶瓷涂层激光熔覆试验研究

本文将等离子喷涂与激光熔覆工艺相结合 ,进行了纳米Al2 O3复合涂层的激光熔覆试验 ,分析了各工艺参数对熔覆工艺的影响 ,研究了熔覆过程中纳米陶瓷材料晶粒生长过程 ,得到了较为合理的纳米Al2 O3激光熔覆工艺。通过SEM、X射线衍射、摩擦磨损试验等手段对得到的复合涂层进行了微观组织、磨损性能等检测。结果表明 :采用优化的熔覆工艺 ,纳米Al2 O3熔覆材料的晶粒生长得到极大抑制 ,保持纳米结构 ,其在复合涂层常规材料表面与空洞间隙中紧密排列 。

激光熔覆成形Ni基合金层的研究

采用同轴送粉式激光熔覆工艺对Ni基合金粉末进行单道单层、单道多层及多道多层熔覆成形实验。结果表明:所形成的熔覆层与基体为冶金结合;内部组织由大量的枝晶和等轴晶构成且组织均匀、致密;熔覆层硬度最高达771HV0.2,为基体材料硬度的3～4倍,耐磨性显著提高;熔覆层内部无气孔出现,局部存在少量微观裂纹。