激光熔覆技术在发动机气门的应用研究现状

发动机气门在工作中因承受极高的机械负荷、热负荷以及腐蚀气体的冲刷而导致磨损严重,对发动机的性能和耐久性影响很大.而激光熔覆技术是新型的表面改性技术,熔覆层具有组织致密、稀释率小、涂层与基体结合紧密及生产过程无污染等优点.因此,将激光熔覆技术应用于发动机气门盘头锥面的表面改性或修复具有十分重大的意义.课题组总结了发动机气...     

45#钢表面激光熔覆组织与摩擦磨损性能研究

为有效提高45#钢表面的耐磨性,制备标号为JG-8、JG-11的合金粉末,采用RHJR850X6000型四轴联动数控激光加工机并进行激光熔覆试验,优化工艺参数,获得了2种铁基熔覆材料。用DM2700M型金相显微镜、VHX-5000超景深显微镜和Nano SEM450型扫描电镜对熔覆层进行微观表征,用MMQ2000型摩擦试验机进行摩擦磨损性能试验,分析了激光熔覆前后45#钢基材表面的显微组织、硬度、摩擦性能的变化。结果表明,涂层组织均匀致密,内部无裂缝、孔隙等缺陷,与基体结合良好;JG-8和JG-11两种熔覆层的平均硬度较基体材料分别提高了207.7%和235.9%;磨损率分别降低了22.2%和41.1%;摩擦因数分别降低了33.3%和73.3%。基于JG-8、JG-11两种合金粉末的激光熔覆材料改善了45#钢的表面组织结构,极大提高了基体的耐磨性能,JG-11较JG-8铁基熔覆层材料表面组织结构和耐磨性更优。     

激光熔覆Ni-Cr3C2涂层的微观组织及磨损性能

2Crl3马氏体不锈钢表面激光熔覆Ni-Cr8C2复合涂层的显微硬度随Cr3C2粒子添加量的增加而增加;激光熔池中Cr3C2粒子的部分溶解使得Cr、C元素向Ni基体中富集,导致激光熔覆层凝固组织中形成了较多的Cr7C3,M28(C,B)6和CrB化合物,比激光熔覆Ni单一涂层具有较高的干滑动摩擦磨损抗力。Cr3C2粒子的部分溶解使凝固组织中产生了较多的碳一铬和硼一铬硬质化合物所导致的熔覆层成分变化被认为是改善激光熔覆层干滑动磨损抗力的主要因素。     

激光熔覆Ni基WC复合材料制备自磨刃割刀

为提高农用割刀耐磨性并使割刀形成自磨刃,利用半导体激光器,采用同轴送粉方式在65Mn刀具刃口一侧表面制备Ni基WC复合材料。使用SEM、EDS及XRD分析激光功率对熔覆层材料的微观组织、化学成分和物相组成的影响;采用显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层材料的硬度和耐磨性能进行检测。结果表明:激光熔覆形成的复合材料层与基体之间形成冶金结合,组织均匀致密;熔覆过程中部分WC颗粒熔解并与Ni基合金粉作用,形成了大量WC、W2C、Ni31Si12、Fe3Ni3B、Cr7C3、Cr23C6及CrB等硬质相,使得熔覆层硬度提高。随着激光功率的提高,熔覆层与基体之间元素扩散增加,但是熔覆层硬度有所降低。熔覆层平均硬度在1000（HV 0.2）左右,耐磨性能提高,满足农用割刀形成自磨刃的性能要求。      

影响激光熔覆质量的主要因素

激光熔覆层中的组织晶粒度和硬度高,稀释率低,抗摩擦磨损和抗腐蚀性能好;激光熔覆技术能改善零件质量,延长零件使用期限,提高生产系统的安全性和可靠性;本文分析了激光功率、光斑形状尺寸（或离焦量）和扫描速度、基体材料、熔覆层材料、搭接率等工艺参数对激光熔覆质量的影响规律及改善方法。     

表面改性粉末冶金件耐磨性影响因素分析

用纳米Al2O3与铁粉相混合作为铁基粉末冶金件的表面改性材料，通过激光熔覆试验对冶金件进行表面改性。运用优化设计法。在MM-200摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验，纳米Al2O3与铁粉涂层激光熔覆后，粉末冶金件表面耐磨性显著提高，得出影响耐磨性因素的回归方程。方程表明：纳米Al2O3的质量分数与载荷都是影响耐磨性的显著因素，且载荷的影响较纳米Al2O3质量分数显著。磨损量对比曲线显示，当纳米Al2O3质量分数为4％、8％时，随载荷增大磨损量趋于一致。     

激光熔覆过程温度场数值模拟研究

采用预置送粉法对以Q345钢为基体的单道激光熔覆铁基合金粉末过程进行数值模拟研究,得到不同工艺参数下温度场在某一时刻的瞬态分布特征。通过控制变量法,分析不同工艺参数对温度场分布特征的影响,初步确定最佳激光熔覆工艺参数的组合:激光功率为2 600 W、扫描速度为15 mm/s时,熔覆层的整体温度分布较为适宜,有利于得到良好成形性和晶粒细小致密的熔覆层。     

开沟刀耐磨损性实验研究

为了应对开沟机工作环境复杂情况,针对开沟刀耐磨性的要求,结合生产实际中出现的开沟刀因磨损导致使用寿命低等问题,研究了金属陶瓷涂层在开沟刀上应用的可行性。利用表面工程技术与农业机械生产相结合的研究方法,采用反应氮弧熔覆技术,在开沟刀工作表面熔覆一层高耐磨性的熔覆层。通过台架磨损实验的对比研究,得到了熔覆层耐磨性比常规淬火回火处理的65Mn钢有明显提高,能够增强刀具的使用寿命,提高经济效益,为今后陶瓷涂层的技术在开沟刀生产和修复中的应用提供一定的技术和理论基础。     

激光熔覆技术在凸轮轴修复中的应用

介绍了凸轮轴失效形式与原因,根据凸轮轴工作特点以及失效形式,选择激光熔覆技术对其进行修复,叙述了激光熔覆表面修复技术的特点,着重介绍了激光熔覆技术修复凸轮轴的工艺过程。修复后凸轮轴表面硬度、耐磨性、抗疲劳强度与其它表面修复技术相比有了很大的提高。     

纳米SiC颗粒增强Ni基激光熔覆涂层高温抗氧化性能的研究

文章研究了通过添加适量纳米SiC颗粒,采用NiCoCrAlY合金粉末在GH4037合金表面激光熔覆制备了纳米SiC颗粒增强Ni基合金涂层,对熔覆层及界面区进行了显微组织分析,进行了1070℃下的高温抗氧化性试验及结果发表。     

触土部件高熵合金耐磨涂层磨损性能研究

为了提升农机触土部件的耐磨性能,该文分别选取FeCoCrNiMn高熵合金、Fe90合金、Ni60A合金粉末进行对比研究。以65Mn钢为基体,采用激光熔覆技术制备耐磨涂层,摩擦磨损试验机检测其磨损性能。结果显示,FeCoCrNiMn高熵合金涂层组织最为致密,晶粒较为单一,没有复杂金属间化合物形成;Ni60A和Fe90合金涂层微观组织晶粒分布较杂乱。65Mn钢基材、Ni60A合金、Fe90合金和FeCoCrNiMn高熵合金涂层的磨损失量分别为9,4,5和2 mg,基体的磨损失量远大于涂层。Fe90和Ni60A合金涂层维氏硬度为683.87和663.62 HV,FeCoCrNiMn高熵合金涂层硬度值为635.81 HV,略低于其他涂层,但其耐磨性较好。     

激光熔覆Ni基合金/碳化物涂层组织及冲刷腐蚀磨损性能

在2Cr13马氏体不锈钢基材上激光多道搭接熔覆Ni—Cr3C2和Ni—WC复合涂层,考察两种激光熔覆层的微观组织、显微硬度对冲刷腐蚀磨损性能的影响,并与不锈钢基材对比。试验结果表明,两种涂层具有不同的凝固组织特征。含有未完全溶解WC硬质相的Ni—WC涂层比Cr3C2硬质相完全溶解的Ni—Cr3C2双相涂层的显微硬度高出约300HV,两种激光涂层的冲刷腐蚀磨损速率分别比不锈钢基材降低30％和60％。冲刷腐蚀磨损抗力的提高与熔覆层的组织状态、碳化物种类和数量以及涂层的韧化性能等因素密切相关。     

绿色制造涂层刀具制备及切削性能分析与探究

随着机械工业绿色制造和高效切削等要求的提出,刀具切削性能的提高日渐紧迫,特别是孔加工时刀具磨损大、切削温度高、散热条件差、切屑排除困难、加工精度低等.基于此,采用磁控溅射镀膜技术在硬质合金刀具表面上沉积TiAlN涂层,分析和探究TiAlN涂层刀具在绿色制造过程中的切削性能、刀具磨损等相关内容.     

基于氩弧熔覆的生物质秸秆压块机压模表面强化技术研究

针对秸秆压块机压模由于剧烈磨损而导致的寿命低下问题,提出了采用氩弧熔覆技术对压模表面进行强化和修复工艺。利用氩弧熔覆方法,研究了不同粉末配比对熔覆层性能的影响。试验结果表明,利用钛铁粉、石墨粉和Cr合金粉末所形成的熔覆层中弥散分布着Ti C、Cr7C3等强化相,熔覆层显微硬度最高可达946HV,约为基体的3倍左右,耐磨性也得到有效提高,可用于生物质秸秆压块机压模的表面强化与修复。     

高速车削铁基高温合金硬质合金刀具磨损机理

使用4种硬质合金涂层和非涂层刀具材料进行铁基高温合金GH2132的高速干车削试验,采用电子扫描显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌,通过能谱分析(EDS)分析磨损表面的元素分布,并对刀具的主要磨损机理进行分析.研究结果表明,使用硬质合金刀具材料高速干车削铁基高温合金GH2132时,刀具的磨损机理主要为粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损并伴有少量的微崩刃.高速切削时刀具的前刀面磨损形态不同于常速切削时的磨损形态,即磨损不表现为月牙洼的形式,而是表现为切削刃处磨损最大的斜面磨损形式,前刀面磨损区域随切削速度提高而减小,但磨损深度增大.     

烧结熔覆法制备钢表面NiCrBSi-WC复合材料涂层的研究

本文采用不同WC添加量的NiCrBSi-WC合金粉末,通过烧结熔覆法在45钢基体表面制备出镍基复合材料涂层,研究了复合材料涂层的相组成、组织形貌和界面结构特征,并测试了涂层剖面的微观硬度分布。研究结果表明:镍基复合材料涂层中除了γ-Ni基固溶体以外,还包含WC、W2C、B_6Fe_(23)等硬质相;随着WC添加量增加,涂层中WC和W2C相显著增加;当WC添加量为15 %和25 %时,涂层致密度较高,涂层与45钢基体在界面处形成良好的冶金结合;涂层剖面微观硬度由表及里呈梯度分布,涂层硬度随着WC添加量的增加而增加,当WC添加量为35 %时,硬度最高可达921 HV。     

激光熔覆技术修复进口大马力拖拉机关键零件工艺的研究

简单介绍激光熔覆技术及其特点和在修复零件方面的应用,结合激光熔覆技术修复进口大马力拖拉机曲轴典型实例,重点介绍激光熔覆技术修复曲轴时的材料选取、工艺制定、工艺实施,提出了发展激光熔覆技术修复机械零件的可行性及其深远意义。     

不同涂层厚度对火焰喷涂件抗植物磨料磨损性能的影响

植物磨料对环模制粒机关键部件的磨损是影响设备使用寿命的主要因素。热喷涂技术能够有效改善被喷涂基体材料表面的耐磨性、耐蚀性和绝缘性等性能,是表面工程技术的重要组成部分。为探索提高环模材料抗植物磨料磨损的表面强化工艺,利用火焰喷涂技术对40Cr钢进行表面强化处理,通过磨料磨损试验,探讨不同涂层厚度对材料耐磨性的影响,利用XRD分析了涂层的相结构,应用扫描电镜观察分析涂层磨损表面形貌和磨损机理。结果表明:涂层厚度是影响火焰喷涂的涂层性能的重要因素,当40Cr基体的Ni60A自熔性合金重熔时间为10min,保温时间为8h时,0.25mm为较合理涂层厚度。热喷涂工艺提高材料的疲劳寿命和抗植物磨料磨损性能,试件两侧堆积的材料在剪切应力作用下呈层状剥落。     

激光熔覆技术研究现状与发展趋势

重点阐述了当前激光熔覆技术的研究现状及发展趋势,详细的介绍了熔覆材料体、熔覆过程和熔覆效果,并在文末提出了现阶段激光熔覆技术存在的技术瓶颈和未来发展方向及趋势。     

WC含量对合金陶瓷金属性能的影响

采用高频感应熔覆工艺制备不同WC含量的Ni基合金涂层,研究分析WC的晶粒度及其分布对合金涂层金属性能的影响。结果表明:高频感应熔覆工艺可以制备出组织结构均匀、组织缺陷少,硬质相完整的合金涂层;合金涂层中存在WC硬质相的晶粒聚焦现象,未熔化的WC颗粒与镍基合金形成固溶体提高了涂层的组织性能,增加了涂层硬度。