Development on Laser Cladding Ceramic Coating

The latest progress and research status of laser cladding ceramic coating was summarized. Technique characteristics and influence factors of laser cladding technique were introduced. Laser cladding technique includes the mixing method and laser irradiation. The mixing method can be classified as pre-coating method and synchronization method. The technique parameters include size of facula, scanning speed, cladding sector and times, adding quantity of powder, thickness of coating and quantity of joint coating. The results show that proper technique parameters can be controlled in order to acquire high quality laser cladding coating. Strengthened effect mechanism of rare earth additive is concluded, and the main effects of rare earth additive are micro-alloying, purifying boundary, fining crystal grains, improving crystal boundary, restraining columnar crystal growing. The development of laser cladding ceramic coating research was discussed.

基于激光熔覆的缸套表面梯度材料制备及其摩擦学性能研究

目的研究功能梯度材料对缸套表面的抗磨减摩作用,提升缸套-活塞环配副的摩擦学性能。方法通过激光打标机在缸套表面制备具有30°角规则纹理排布的凹槽,在凹槽内采用同轴送粉的方式熔覆镍含量不同的铁基粉末,分析熔覆合金层的金相组织,并利用往复式摩擦磨损试验机研究在一定载荷压力下功能梯度材料缸套的摩擦学性能。结果熔覆层金相组织呈现梯度排布,熔覆层与基体材料分子原子交互扩散形成良好的冶金结合。牌号为350、镍质量分数为4.2%、铁质量分数80%的粉末所制备的功能梯度材料,减摩效果最为明显,相比未经处理的对照组,平均摩擦因数降幅为25.4%,且该组在试验中接触电阻的平均值最大,相比对照组提升了63.45%。牌号为330、镍质量分数为9%、铁质量分数为70%的粉末制备的缸套,表面支撑指数最高为0.78,相比于未处理的对照组,增幅达到35%,且试验组活塞环经摩擦后,磨损量均小于对照组。结论制备了30°角分布的功能梯度材料,能使得缸套-活塞环摩擦学系统在工作过程中摩擦副的润滑油膜厚度更厚,且在运行过程中更稳定,以减少摩擦力和降低摩擦因数。同时,增强其支撑能力和储存润滑油的能力,使所制备的缸套摩擦因数显著降低。牌号为350的材料,改善摩擦学性能的效果最优。

超高速激光熔覆技术及其耐磨蚀涂层材料研究进展

超高速激光熔覆技术是一种新型的表面涂层制备技术,可用于制备具有冶金结合的致密金属防护涂层。与传统熔覆工艺相比,超高速激光熔覆的加工效率高、涂层稀释率低,且涂层内部晶粒组织明显细化,可表现出更加优异的防护性能,在工业生产中具有广阔的应用前景。介绍了超高速激光熔覆技术的原理与加工特点,分析了国内外超高速激光熔覆设备的发展现状,综述了超高速激光熔覆涂层材料的研究进展,讨论了当前超高速激光熔覆涂层发展的主要问题,并展望了超高速激光熔覆技术及其涂层材料的发展趋势。

激光熔覆铁基合金涂层的研究进展

激光熔覆技术作为一种先进的材料表面改性技术,具有加工效率高、涂层稀释率低且与基体结合强度高、自动化程度高、环境友好等优点。在各类熔覆材料中,铁基合金在成分上与钢铁材料最为接近,且其成本相对较低,近年来在设备零部件表面强化和再制造领域得到广泛应用。结合国内外最新相关研究成果,从材料体系、工艺参数、外场辅助技术等方面对激光熔覆铁基合金涂层的研究进展进行了综述。总结了熔覆材料的选材依据以及铁基自熔性合金粉末、不锈钢粉末、铁基非晶合金粉末、铁基复合粉末等各类材料的特点和应用。系统讨论了激光功率、扫描速度、光斑直径、送粉速率等工艺参数对铁基涂层成形质量和微观组织及性能的影响机制,并介绍了工艺参数优化在高质量熔覆层制备中的应用。同时,论述了超声振动、电磁场、温度场等外场辅助技术在激光熔覆铁基合金涂层中的应用,阐明了外加能场对激光熔覆过程中熔池及凝固组织的作用机理。最后对激光熔覆铁基合金涂层未来的发展方向进行了展望。

汽车用不锈钢表面激光熔覆CoCrNi中熵合金熔覆层微观组织及耐蚀性研究

为提升车用304不锈钢的表面硬度及耐蚀性,采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了CoCrNi中熵合金熔覆层,并研究了熔覆层的相组成、元素分布及耐蚀性能。结果表明,CoCrNi中熵合金熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;熔覆层由单一FCC相组成,组织为枝晶、枝晶间结构,各元素在熔覆层中均匀分布,无明显偏析现象,Cr元素的均匀分布对提升涂层耐蚀性具有积极作用;CoCrNi中熵合金熔覆层的极化电阻(101.65 kΩ)高于304基体的极化电阻(90.56 kΩ),耐蚀性明显高于304基体。

AISI 1045钢表面激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层的界面特性及摩擦性能

激光熔覆高熵合金涂层摩擦磨损行为的研究主要聚焦在涂层表面,鲜有对熔覆层/基体界面区域的摩擦学行为进行研究。为了提高AISI 1045钢的耐磨性,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体表面制备宏观形貌良好、组织均匀的FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)高熵合金涂层。利用OM、XRD、SEM、EDS和摩擦磨损测试仪对激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层的微观结构、物相组成、界面特性和摩擦磨损性能进行研究。通过对FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层XRD图谱和元素分布分析发现,涂层主要由面心立方(Fe,Ni)相和体心立方相(BCC)形成的共晶组织及其中弥散分布着的NiAl金属间化合物构成。硬度测试表明,从涂层顶部到基体,涂层、稀释区、热影响区和基体的平均显微硬度分别为518±20、561±63、473±81和217±12 HV_(0.2)。涂层/基体界面区域生成了Cr_(23)C_(6),在摩擦过程中会形成一层摩擦层,相比于涂层和基体具有更小的摩擦因数(0.56),磨损率(4.76±0.51×10^(-5)mm^(3)/(N·m))最低,为涂层/界面区域摩擦学行为提供了理论参考。

高能束熔覆制备仿生涂层研究综述

具有耐磨、耐腐蚀等优良性能的仿生涂层可应用于海洋、石油、化工等苛刻环境。研究自然生物材料的仿生结构、仿生涂层的制备方法和质量调控方法,对于制备先进的仿生涂层具有重大意义。从高能束熔覆技术制备仿生涂层、仿生涂层质量调控2个方面,介绍了高能束熔覆技术制备仿生涂层的研究现状。在高能束熔覆技术制备仿生涂层方面,根据不同仿生机制分类,综述了仿生涂层的强化机制以及利用高能束制备方式涂层的研究现状;在仿生涂层质量调控方面,阐述了制备过程中的工艺优化及数值模拟对调控高能束熔覆技术制备仿生涂层性能的作用;最后总结了目前研究中存在的不足,为后续研究提供了参考方向和展望。

材料表面激光熔覆研究进展

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，具有广阔的应用前景。本文详细评述了激光熔覆技术的研究和应用。其中包括熔覆工艺、理论模型、材料体系及其熔覆所形成的冶金组织特征和性能，同时，指出了存在的问题和今后努力的方向。

激光熔覆技术研究进展

首先从激光熔覆用设备与材料、熔覆层的性能以及工业应用等方面,综述了国内外激光熔覆技术的研究动态与进展。其中,着重介绍了激光熔覆层的性能,如耐磨、耐蚀、耐高温等。随后指出了激光熔覆技术目前存在的一些技术难题,如熔覆层的开裂与剥落、工件的变形、不完整的熔覆层材料体系以及轻金属的熔覆质量等问题。最后展望了激光熔覆技术的发展前景,并针对目前该技术存在的问题指明了今后的发展方向。

激光熔覆研究现状及发展趋势

综述了国内外激光熔覆技术研究现状,概括了国内外激光熔覆在熔覆材料、工艺参数设计、涂层组织性能研究、熔覆过程的数值模拟和专用设备研制等方面的研究进展,并指出了激光熔覆技术亟待解决的几个问题和进一步研究的方向。

高性能航空金属结构材料及特种涂层激光熔化沉积制备与成形研究进展

介绍了近年来高性能航空金属结构材料及特种涂层激光熔化沉积制备与成形的研究进展,包括航空高性能金属结构件激光熔化沉积快速成形制造技术及应用;难熔金属材料激光约束熔化沉积制备与成形;钛合金激光表面改性及过渡金属硅化物高温耐磨耐蚀多功能涂层。

激光熔覆耐磨涂层的研究现状与展望

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，在制造耐磨涂层方面具有广阔的前景。本文综合评述了激光熔覆耐磨涂层的研究和应用。其中包括熔覆工艺、材料体系及其熔覆所形成的冶金组织特征和性能。最后，提出了存在的问题和今后努力的方向。

综述激光熔覆材料的若干问题

综合评述了激光熔覆材料的设计原则、体系分类 ,提出了激光熔覆材料应用中存在的主要问题及解决途径 ,并指出了熔覆材料的发展趋势。

钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在 Ti 6Al 4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和显微硬度进行了研究。结果表明:钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中。合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为 Ti(Al、P、Fe、V)相,白色共晶组织主要为 Fe2Ti4O +AlV3,白色颗粒为结晶析出的 Al3V0.333 Ti0.666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为 CaO、CaTiO3 和 HA,灰色相为β TCP及 Ca2Ti2O6,白色颗粒相为 TiO2。合金层的最高硬度为1600Hv0.2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300Hv0.2。

激光熔覆制备TiC颗粒增强涂层的组织和性能

为了改进TC4钛合金的耐磨性能,开发具有热应力缓和功能的梯度涂层,在对梯度涂层优化设计的基础上,采用激光熔覆的方法在TC4钛合金的表面上制备耐磨钛基功能梯度(Ti-FGM)复合涂层,观察了微观组织,测量了Ti-FGM涂层和基材在大气环境室温下的摩擦磨损性能和显微硬度。结果表明:原位自生的增强相TiC颗粒均匀分布在梯度功能耐磨熔覆层中,微观组织沿熔覆方向呈现粗大树枝晶到颗粒状晶体的变化。复合涂层硬度呈现梯度上升趋势且涂层顶部表现出较优异的耐磨性能。

激光熔覆陶瓷及其复合涂层的材料体系

分析了激光熔覆陶瓷及其复合涂层的国内外研究与发展现状 ,对激光熔覆耐磨涂层、耐蚀涂层、热障涂层、抗氧化涂层和生物材料涂层的材料体系。

激光熔覆稀土陶瓷涂层进展

综述了激光熔覆稀土陶瓷涂层研究现状及其最新进展。介绍了激光熔覆工艺特点和影响因素,激光熔覆工艺包括粉末材料的加入方法和激光辐照加工。加入方法分预置法和同步送粉法,工艺参数包括光斑尺寸、扫描速度、熔覆道次、送粉量、涂层厚度和搭接量等。研究认为正确选择工艺参数是保证熔覆层质量和性能的关键。总结了稀土添加剂的强化作用机制,其主要作用为微合金化、净化晶界、细化晶粒、改善晶界状态、抑制柱状晶生长。对激光熔覆稀土陶瓷涂层研究的发展进行了展望。

钛合金表面激光熔覆涂层的耐磨性能

为了提高钛合金的表面耐磨性能,采用MXP-2000型销盘式摩擦磨损实验机,以镍包石墨粉末为原材料,利用CO2激光器在TC4合金表面上熔覆耐磨涂层,进行钛合金及激光熔覆涂层的干摩擦磨损实验,并用扫描电镜对磨损表面进行观察和分析。实验结果表明,激光熔覆涂层的摩擦系数为0.56,与钛合金的摩擦系数基本相同,但激光熔覆涂层的磨损失重量比钛合金低接近一个数量级,说明激光熔覆涂层可以大大提高钛合金的表面耐磨性能。TC4合金的磨损机制以粘着磨损为主,激光熔覆涂层的磨损机制以磨粒磨损为主,涂层的高硬度加上涂层里的TiC增强相是其耐磨性高的主要原因。

激光熔覆铜基自生复合材料设计及其涂层研究

为了提高铝合金的耐磨性 ,利用铜合金体系存在液相分离现象等冶金性质 ,在铝合金表面设计了自生铜基复合材料体系 ,并采用激光熔覆技术对其进行了验证和优化 .设计的较理想材料体系为Cu - 16Ni-6Fe - 8Co - 7Mo - 4Cr - 3Si,由其得到的激光熔覆复合材料中存在大量的自生硬质颗粒增强体 ,其熔覆涂层具有良好耐磨性 。

激光熔覆陶瓷及其复合涂层的组织特征

综述了激光熔覆陶瓷及其复合涂层的组织特征与性能。分析了涂层区、结合区组织的形成机制及陶瓷 金属复合涂层中陶瓷相的溶解行为 。