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超高速激光熔覆Fe基及Ni基涂层冶金特征及性能研究

目前,在我国零件表面的耐蚀、耐磨涂层主要是通过电镀铬、热喷涂或堆焊技术来制备。在热喷涂制备的涂层中,空隙率高(孔隙率1%-2%)、结合强度低;电镀过程中,存在着对环境严重的污染与危害等。超高速熔覆作为一种颠覆性的涂层技术,不仅沉积的扫描速率大大提升,而且能够有效避免传统熔覆搭接的回火问题,使涂层具有更好的抗腐蚀性能。超高速激光熔覆技术属于先进的增材制造、绿色制造领域,是“中国制造2025”的重大战略规划发展方向之一。本文采用同步送粉的方式,利用自行开发超高速激光熔覆技术,在45钢基体上制备扫描速度分别为40m/min、70m/min以及0.4m/min的Fe基涂层,并进行传统激光熔覆和超高速激光熔覆所制备涂层组织特征及性能比较,同时又利用超高速熔覆技术制备了线扫描速度为40m/min、70m/min的Ni基涂层。利用光学电子显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学工作站、显微硬度计等检测手段,分析样  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海工程技术大学
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TaC添加对激光熔覆涂层耐腐蚀性能的影响

钛合金作为一种新式结构材料,以其特殊的性质结构,包括优异的机械性能(密度小,比强度大,韧性好等),良好的耐腐蚀能力及生物相容性,以被广泛应用于航天,船舶,医疗等领域内,成为结构材料研究的焦点问题。其优异的耐腐蚀能力主要由于其表面存在一层致密的TiO_2氧化膜,但是由于TiO_2氧化膜在动态腐蚀环境或者富含Cl离子的环境中,极容易脱落,影响其服役寿命。本文采用NiCrBSi,利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备了TiNi/Ti_2Ni双相金属基复合涂层,以提升涂层的耐腐蚀能力。同时,通过添加TaC,作为复合涂层的增强相,以增强涂层表面钝化膜的化学稳定性。以不同含量的TaC和Ni基合金为熔覆材料,通过激光熔覆技术在Ti6Al4V表面制备了涂层。通过XRD图谱和SEM电镜照片分析,基体相为TiNi和Ti_2Ni;增强相为TaC,TiC,TiB,TiB_2。并且随着TaC含量的增加,熔覆层的自腐蚀电位E_(corr)从-0.639 V...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海工程技术大学
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激光熔覆司太立合金的研究

激光熔覆技术是一门先进的生产技术,近年来被广泛应用在航天、冶金、化工及交通等行业中。激光熔覆作为一种表面改性技术,可以在低成本的基体表面制备耐腐蚀、耐磨、抗氧化、高硬度的多种性能表面强化涂层,也可以对局部失效的零件表面修复,有很好的发展前景。304不锈钢因具有良好的塑韧性和耐腐蚀性能而被广泛应用在机械、轻工、医疗家庭耐用消费和建筑领域,然而一般的不锈钢材料由于硬度偏低、不耐磨损而被限制了应用,需要额外的措施以达到保护不锈钢制品表面的目的。因此,激光熔覆司太立合金及其复合涂层在304不锈钢上的研究有较大的实际意义。本文利用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了司太立12涂层及司太立12和TiC复合涂层,通过多次试验优化参数,最终获得成形质量较高,缺陷较少的单道熔覆层。再使用最优参数进行多道次的搭接,以制备更大面积的熔覆层。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪观察并且分析了熔覆层的显微组织、成分分布及相组成。对不同涂层显微硬度及摩擦...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

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挤压模具失效表面激光熔覆修复工艺研究

采用恰当的方法对在服役或制造过程中失效的模具进行修复或再制造,不但可以延长模具的使用寿命、降低企业成本,还能避免资源浪费。本文采用控制单一变量试验方案,利用激光熔覆技术在W6Mo5Cr4V2模具钢表面分别制备了Fe基熔覆层和TiC陶瓷颗粒增强Fe基熔覆层,研究了激光功率、扫描速度、搭接率和陶瓷含量对熔覆层的宏观成形性、几何形状参数、微观组织形貌、物相构成以及力学性能的影响;基于Archard磨损模型,利用Deform-3D软件对汽车万向节轴套冷挤压成形中的零件应力应变情况、凸模磨损情况进行了数值模拟分析,并结合数值模拟分析结果对实际失效的凸模零件进行了激光熔覆修复。获得的主要研究结论如下:扫描速度保持V=9mm/s不变,激光功率依次按1.5kW、2kW、3kW、4kW增大时,Fe基熔覆层的几何形状参数(宽度、基材熔化深度和稀释率)变大,熔覆层显微组织由细小的树枝晶向粗大树枝晶转变,晶体生长方向性变强,XRD衍射峰位逐渐增多变强,...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海工程技术大学
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基底预热对激光熔覆涂层组织和开裂敏感性的影响

本研究的目的是通过提高环境温度来显著降低激光熔覆涂层的开裂敏感性,并揭示激光熔覆涂层中不同深度区域残余应力的分布规律。在25、400、600和800°C环境温度中通过激光熔覆技术在Ti6Al4V基底上制备了Ti B和TiC增强TiNi/Ti_2Ni双相基复合涂层。通过纳米压痕法详细测量了在涂层不同深度区域残余应力的变化情况。结果显示,在25°C环境温度中制备的涂层中平均残余拉应力最大,达到2.90 GPa。随着预热温度的提高,涂层中的平均残余应力逐渐下降到1.34 GPa(400°C)、0.70 GPa(600°C)和0 GPa(800°C)。对所有涂层而言,涂层中存在的残余拉应力随着深度的增大而增大。从而表明,基底预热能有效地降低激光熔覆涂层的开裂敏感性。在不同环境温度中制备的涂层在其激光熔覆出来后保温3 h。通过多功能摩擦磨损试验机和纳米压痕仪测量了涂层的耐磨性以及沿涂层深度方向上的残余应力分布。结果表明:涂层组织由TiNi...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光杂志》2021年03期
激光杂志

激光熔覆修复技术参数模拟优化分析

为提升激光熔覆修复技术的性能,提出激光熔覆修复技术参数模拟优化方法。通过分析激光熔覆技术工作原理及类型,确定激光熔覆修复技术参数。确定激光熔覆修复技术参数,引入BP神经网络方法...  (本文共4页) 阅读全文>>