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激光熔覆Ni/WC涂层温度场及形貌模拟 被引量：2
1
作者 叶寒 朱小刚 余廷 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期425-430,共6页
根据同轴送粉激光熔覆的特点,利用有限元软件ANSYS模拟温度场的动态过程,采用生死单元法求得熔覆层形貌的三维模型,模拟中加入了熔覆粉末的温升、激光的衰减、相变潜热以及温度对材料热物理性能的影响等因素的影响作用,并且对温度场的... 根据同轴送粉激光熔覆的特点,利用有限元软件ANSYS模拟温度场的动态过程,采用生死单元法求得熔覆层形貌的三维模型,模拟中加入了熔覆粉末的温升、激光的衰减、相变潜热以及温度对材料热物理性能的影响等因素的影响作用,并且对温度场的结果进行了分析和试验验证。结果表明,熔池前方温度梯度比后方大,熔池最高温度在短时间之后会基本保持稳定。在高锰钢表面采用4000 W多模光纤激光器熔覆镍包WC复合粉末,涂层组织主要为细化树枝晶,通过对熔覆层横截面形貌、组织形貌、温度场分布的观察分析,验证了模拟结果的准确性,可作为制备涂层的工艺的理论参考。 展开更多
关键词 激光熔覆 熔覆层形貌 温度场 有限元法
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等离子束送丝熔覆对50Mn2钢表面熔覆层质量的影响
2
作者 吴希文 董选普 +5 位作者 潘璋 曹华堂 鄢邦松 黄齐文 凌宏江 梁秀璟 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期22-27,共6页
利用等离子束送丝熔覆技术在50Mn2合金结构钢表面制备耐磨熔覆层,研究主弧电流和扫描速度等工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织及显微硬度影响。研究表明：主弧电流和扫描速度是影响熔覆层质量主要因素。随主弧电流增大,熔覆层焊道更... 利用等离子束送丝熔覆技术在50Mn2合金结构钢表面制备耐磨熔覆层,研究主弧电流和扫描速度等工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织及显微硬度影响。研究表明：主弧电流和扫描速度是影响熔覆层质量主要因素。随主弧电流增大,熔覆层焊道更连续且熔宽增大、余高先减后增,熔覆层中部组织形貌由胞状晶向树枝晶和等轴晶转变,组织以马氏体和铁铬碳共晶化合物为主,显微硬度较基体提高2～3倍;扫描速度越高,熔覆层焊道越不连续且易出现凹陷,熔宽和余高减小,显微组织形貌由胞状晶向树枝晶转变,其相组织仍以马氏体和铁铬碳共晶化合物为主,显微硬度随着扫描速度增大而增大,比基体硬度有很大提高。 展开更多
关键词 等离子束 送丝熔覆 熔覆层形貌 显微组织 显微硬度
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基于响应面法的激光熔覆3540Fe涂层形貌及质量预测研究 被引量：10
3
作者 施晓帅 姜芙林 +4 位作者 王玉玲 杨发展 杨勇 梁鹏 马保山 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期392-405,共14页
目的实现激光熔覆3540Fe合金涂层几何形貌的精确控制。方法基于响应面法设计了在不同的激光工艺参数下42CrMo钢表面激光熔覆3540Fe合金的试验,以激光功率、光斑直径、扫描速度为影响因素,熔覆层宽度、高度、熔池深度、熔覆层宽高比、显... 目的实现激光熔覆3540Fe合金涂层几何形貌的精确控制。方法基于响应面法设计了在不同的激光工艺参数下42CrMo钢表面激光熔覆3540Fe合金的试验,以激光功率、光斑直径、扫描速度为影响因素,熔覆层宽度、高度、熔池深度、熔覆层宽高比、显微硬度以及稀释率为响应目标,建立了熔覆层形貌的预测模型,以熔覆层显微硬度、宽高比作为优化条件对预测模型进行了实验验证。结果激光功率与熔池深度和熔覆层稀释率成正比,熔覆层宽度、高度、宽高比随激光功率的增大表现为先升高后降低,熔覆层显微硬度与激光功率的关系呈负相关。扫描速度与熔覆层宽度、高度呈负相关性,与熔覆层宽高比、显微硬度成正比,对熔池深度和熔覆层稀释率的影响并不显著。光斑直径与熔池深度和稀释率呈负相关性,熔覆层高度随光斑直径的增大表现为先增大后减小,而宽高比表现为先减小后增大的趋势,光斑直径对熔覆层显微硬度的影响并不显著。通过对预测模型进行实验验证发现,宽高比、稀释率、显微硬度的误差分别为7.14%、5.70%、2.74%。结论利用响应面法建立的3540Fe合金熔覆层形貌预测模型精确程度较高,能够实现对3540Fe合金熔覆层几何形貌的准确预测,为熔覆层形貌的精确控制提供了理论依据。 展开更多
关键词 激光熔覆 熔覆层形貌控制 工艺参数 3540Fe 响应面法 预测模型
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激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响 被引量：5
4
作者 安代明 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期36-37,48,共3页
为了在工件表面获得最佳的熔覆层,以40CrNi2MoA钢为基材、Ni35和Ni25为粉末,采用不同工艺参数进行了激光熔覆,检测了熔覆层的组织结构,分析了其随熔覆工艺参数变化的规律,确定了最佳工艺条件。结果表明:采用最佳熔覆工艺修复工件可得到... 为了在工件表面获得最佳的熔覆层,以40CrNi2MoA钢为基材、Ni35和Ni25为粉末,采用不同工艺参数进行了激光熔覆,检测了熔覆层的组织结构,分析了其随熔覆工艺参数变化的规律,确定了最佳工艺条件。结果表明:采用最佳熔覆工艺修复工件可得到组织致密、无裂纹、无气孔的熔覆层;熔覆层与基体呈优良的冶金结合。 展开更多
关键词 激光熔覆 工艺参数 熔覆层形貌 性能
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45钢表面激光熔覆Fe基粉末实验研究 被引量：12
5
作者 牛兴林 张德强 +1 位作者 李金华 高奇 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第12期148-151,共4页
利用Fe基合金粉末在45号钢表面进行激光熔覆实验,通过对不同工艺参数下的熔覆层宏观外貌、表面硬度、金相组织和显微硬度进行对比分析发现,当工艺参数为:激光功率800W、扫描速度2mm/s、送粉电压12V、搭接率28.5%时,得到的熔覆层表面比... 利用Fe基合金粉末在45号钢表面进行激光熔覆实验,通过对不同工艺参数下的熔覆层宏观外貌、表面硬度、金相组织和显微硬度进行对比分析发现,当工艺参数为:激光功率800W、扫描速度2mm/s、送粉电压12V、搭接率28.5%时,得到的熔覆层表面比较均匀平整光滑,熔覆层组织主要为晶粒尺寸细小均匀的等轴晶,其组织性能较好,熔覆层及界面处无裂纹和气孔出现,基体与熔覆层之间出现了较为明显的白亮层说明两者冶金结合比较牢固,熔覆层显微硬度分布比较均匀并且与基体相比提高了一倍,其表面机械性能得到提升,在工业生产中有着较高的研究应用价值和广阔的发展前景。 展开更多
关键词 45钢 工艺参数 熔覆层形貌 表面硬度 金相组织 显微硬度
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Q235D激光熔覆实验研究 被引量：6
6
作者 张德强 牛兴林 +1 位作者 李金华 高奇 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第6期105-108,共4页
在Q235D钢表面激光熔覆Fe基合金粉末,通过对熔覆层外观形貌、表面硬度、金相组织和显微硬度的对比分析得出了双层熔覆时的最优工艺参数,当两层工艺参数相同且均为:激光功率600W、扫描速度2mm/s、搭接率24.2%、送粉电压10V时,所得熔覆层... 在Q235D钢表面激光熔覆Fe基合金粉末,通过对熔覆层外观形貌、表面硬度、金相组织和显微硬度的对比分析得出了双层熔覆时的最优工艺参数,当两层工艺参数相同且均为:激光功率600W、扫描速度2mm/s、搭接率24.2%、送粉电压10V时,所得熔覆层的表面较为平整均匀,通过金相组织分析发现,基体与熔覆层的冶金结合性较好,无裂纹,并且基本无气孔出现,熔覆层的显微硬度显著高于基体且从熔覆层→过渡区→基体呈梯度降低。在两熔覆层交界处,显微硬度从界面处往第一熔覆层方向先减小后增加直到最高值,从界面处往第二熔覆层方向显微硬度呈阶梯状上升逐渐增加到熔覆层硬度的最高值,尽管两熔覆层交界处显微硬度有所降低,但是仍然大大高于基体的显微硬度,对熔覆层性能基本无影响,在工业生产中有着较好的发展前景。 展开更多
关键词 激光熔覆 工艺参数 熔覆层形貌 表面硬度 金相组织 显微硬度
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氩弧熔覆FeAlCoCrCuTi_(0.4)高熵合金层的组织与耐磨性能 被引量：3
7
作者 董世知 孟旭 +1 位作者 马壮 赵越超 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期8-11,共4页
氩弧熔覆FeAlCoCrCuTi_(0.4)高熵合金成本低,操作方便,熔覆层与基体结合牢固,目前有关此类的研究报道较少。利用氩弧熔覆技术在Q235钢表面制备了FeAlCoCrCuTi_(0.4)高熵合金层。借助XRD-6100型X射线衍射仪、Axiovert40 MAT倒置式金相显... 氩弧熔覆FeAlCoCrCuTi_(0.4)高熵合金成本低,操作方便,熔覆层与基体结合牢固,目前有关此类的研究报道较少。利用氩弧熔覆技术在Q235钢表面制备了FeAlCoCrCuTi_(0.4)高熵合金层。借助XRD-6100型X射线衍射仪、Axiovert40 MAT倒置式金相显微镜、HV-50型维氏硬度计、磨损试验机等设备,研究了该熔覆层的微观组织结构、硬度及耐磨性能。结果表明:FeAlCoCrCuTi_(0.4)熔覆层与基体呈牢固的冶金结合,表面无气孔、裂纹等缺陷;熔覆层由晶界处大量黑色颗粒聚集的不规则晶粒构成,物相为大量的BCC相(Fe-Cr固溶体)和少量的FCC相;熔覆层硬度最高可达536.4 HV,平均硬度约是基体的3倍;磨粒磨损时以微观切削磨损机理为主,耐磨性为基体的6.85~7.44倍。 展开更多
关键词 氩弧熔覆 FeAlCoCrCuTi0.4高熵合金 熔覆层形貌与硬度 耐磨性能
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不同送粉速度对TC4钛合金表面激光熔覆的影响 被引量：2
8
作者 寇元哲 郭晋昌 《钛工业进展》 CAS 2021年第2期25-29,共5页
采用光纤激光对TC4钛合金表面进行熔覆改性,研究送粉速度对熔覆工艺过程和熔覆层性能的影响。采用高速摄像机拍摄了加热粉末在空间的分布形貌,采用光学显微镜观察了熔覆层横截面形貌,采用EDS分析了熔覆层的氮含量分布,并测量了熔覆层横... 采用光纤激光对TC4钛合金表面进行熔覆改性,研究送粉速度对熔覆工艺过程和熔覆层性能的影响。采用高速摄像机拍摄了加热粉末在空间的分布形貌,采用光学显微镜观察了熔覆层横截面形貌,采用EDS分析了熔覆层的氮含量分布,并测量了熔覆层横截面的显微硬度。实验表明,送粉速度较小时,粉末吸收少量激光能量,熔池较大,熔覆层宽而浅;送粉速度较大时,粉末吸收大量激光能量,熔池较小,熔覆层窄而深。当送粉速度较大时,熔覆层的氮元素含量和显微硬度均分布基本均匀,无明显梯度;随送粉速度增加,熔覆层显微硬度会增加,并稳定在约9.3 GPa。 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光熔覆 熔覆层形貌 显微硬度
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激光熔覆层端部形貌三维重构模型 被引量：5
9
作者 宋梦华 林鑫 +1 位作者 杨海欧 黄卫东 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第8期203-208,共6页
激光熔覆层端部形貌对于激光立体成形加工精度及稳定性具有重要影响。基于粉末累积原理,分析了激光熔覆层端部的形成过程。构建了描述激光熔覆层端部三维形貌的分析模型。实验制备了单道激光熔覆层,应用激光共聚焦显微镜观察了激光熔覆... 激光熔覆层端部形貌对于激光立体成形加工精度及稳定性具有重要影响。基于粉末累积原理,分析了激光熔覆层端部的形成过程。构建了描述激光熔覆层端部三维形貌的分析模型。实验制备了单道激光熔覆层,应用激光共聚焦显微镜观察了激光熔覆层始末端部的形貌特征,并测量了不同横/纵截面的轮廓。结果表明,激光熔覆层端部沿扫描方向由外向内宽度/高度逐渐增加,经过约半个熔池的距离后,宽度达到熔覆层宽度保持不变,初始/末尾熔池外的区域高度达到稳态保持不变,而内部区域继续增加,两区域形成交界线。越过初始/末尾熔池后,熔覆层横截面达到稳态。模型与实验结果在主要几何特征上相符的很好,表明粉末积累是决定熔覆层端部形貌的基本机制,所构模型为认识理解激光熔覆层端部形貌提供了基础。 展开更多
关键词 激光光学 材料 激光立体成形 熔覆层端部形貌 粉末累积 分析模型
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基于光内送粉技术的激光加工机器人曲面熔覆试验研究 被引量：12
10
作者 姜付兵 石世宏 +2 位作者 石拓 傅戈雁 朱刚贤 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期106-112,共7页
现有激光表面熔覆技术大多只能在水平或小角度倾斜基面上进行,基于"光束中空、光内送粉"技术,解决了喷头空间倾斜送粉过程中粉束汇聚性差的难题,通过控制激光机器人夹持送粉喷头做大角度连续变姿态运动,喷头轴线方向始终与曲... 现有激光表面熔覆技术大多只能在水平或小角度倾斜基面上进行,基于"光束中空、光内送粉"技术,解决了喷头空间倾斜送粉过程中粉束汇聚性差的难题,通过控制激光机器人夹持送粉喷头做大角度连续变姿态运动,喷头轴线方向始终与曲面法向重合,实现了在大角度倾斜曲面上激光熔覆均匀涂层。分析了曲面熔池受力情况、不同倾角曲面熔池形状以及扫描路径对熔道成形的影响,通过控制准直气速度使熔道宽度保持稳定,并对不同倾角处曲面熔覆形貌及组织性能进行了详细分析。结果表明,各倾角处曲面熔覆层厚度均匀,截面组织致密,无明显裂纹和气孔,曲面熔覆层与基体结合良好。为实现金属零部件复杂空间曲面修复提供了新方法。 展开更多
关键词 激光技术 激光熔覆 光内送粉 机器人 曲面 熔覆层形貌 组织
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