激光重熔

摘要： 热障涂层是一种降低航空发动机热端部件表面温度、提高发动机推力和效率的热防护技术,但其服役于高温、高压、高交变应力等恶劣环境而易脱落失效.对热障涂层的后处理技术进行了阐述,论述了真空热处理、热等静压处理、激光重熔、激光上釉、激光熔覆等后处理技术的方法和原理,并对比了不同工艺的优缺点.最后,展望了激光表面改性技术的应用前景和未来发展趋势.

摘要： 采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备了(HA+5wt%CaB_(6))+0.4wt%La_(2)O_(3)/HA+50wt%Ti(过渡层)的复合涂层,并对该涂层经热处理与激光重熔后进行对比研究。对比研究了两种不同工艺对等离子喷涂涂层的晶化率、形貌和物相及缺陷的影响,并研究了在模拟体液(SBF)环境下两种不同工艺下涂层的电化学腐蚀性能。结果表明,热处理温度从550°C升高到850°C,晶化转变率逐渐提高,但温度超过650°C时,会出现裂纹;激光重熔功率从30 W升高到150 W,晶化转变率也逐渐提高,但裂纹会增多,当激光功率达到120 W时,局部甚至会出现严重的剥落现象。通过进一步研究发现,在热处理温度为550°C到到850°C之间,涂层的各衍射峰位置和相转变均没有发生,但经激光重熔后,随着激光功率密度提高,涂层的衍射峰强度会出现增强和减弱,并晶体的择优取向发生了改变。最后,对等离子喷涂涂层经热处理(650°C保温2 h)和激光重熔(50 W)后的耐腐蚀性能结果对比,热处理后涂层腐蚀电流密度I_(corr)=5.1871×10^(-7)A⋅cm^(-2);激光重熔腐蚀电流密度I_(corr)=3.6503×10^(-6)A⋅cm^(-2),I_(corr)值越高的材料越容易腐蚀,即热处理涂层具备更优异的耐腐蚀性能。

摘要： 采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)制备Inconel718合金,研究激光重熔工艺参数(重熔激光功率、重熔扫描速度)对其表面粗糙度、微观组织及力学性能的影响。结果表明:适当提升重熔激光功率可有效改善试样的表面质量、致密度和显微硬度,但过高的重熔激光功率导致孔洞、裂纹增加,晶粒粗化,从而显微硬度降低。在一定范围内,重熔扫描速度的增加会提升试样表面粗糙度和孔隙率,降低显微硬度。重熔激光功率为200 W,重熔扫描速度为960 mm/s时,试样表面粗糙度为2.596μm,孔隙率为0.073%,晶粒尺寸为0.63μm,显微硬度为306.58HV,抗拉强度为1078 MPa,屈服强度为817 MPa,相对最优。

摘要： 采用激光对大气等离子喷涂7YSZ热障涂层进行表面重熔处理,探讨基体预热和Al_(2)O_(3)溶胶涂敷对激光重熔层裂纹愈合的影响,研究处理后热障涂层的耐CMAS熔盐腐蚀性能。结果表明:涂层经过激光重熔和基体预热后的激光重熔处理后,与未经重熔处理涂层的CMAS腐蚀厚度基本相同;而采用表面Al_(2)O_(3)溶胶涂敷加激光重熔的热障涂层的CMAS腐蚀厚度明显减小,表明Al_(2)O_(3)溶胶涂敷加激光重熔工艺可以有效地减轻CMAS熔盐侵蚀,其机理是表面形成的Al_(2)O_(3)薄膜溶于CMAS后生成了难熔晶体钙长石,降低了熔盐的流动性和腐蚀性。

摘要： 文章针对H13钢轧辊表面出现的基体材料易脱落,表面性能差、不易再加工等问题,利用超高速激光熔覆技术对材料熔凝形式进行优化,提高了材料的沉积速度和可控性。高熵合金涂层具有稀释率低、结合强度高等特点,不仅提高了涂层的耐磨性、耐腐蚀性等表面性能,还为类似大型回转类零件提高表面性能提供了参考。

摘要： 采用扫描电镜和电子背散射衍射等研究了激光重熔Inconel 718合金微观组织和显微硬度在不同热处理工艺与超声冲击强化(UIT)作用下的演化规律。结果表明:原始态重熔区(FZ)组织主要由γ枝晶干和Laves相组成;经固溶处理(SHT)后,Laves相大量溶解,元素偏析减弱,显微硬度降低;固溶+双时效处理(SDA)后,γ′和γ″强化相大量析出,显微硬度显著提升;而直接进行双时效处理(DA)时,由于时效温度不足以溶解Laves相,FZ形貌与原始态非常类似,但强化相γ′和γ″充分析出,使FZ显微硬度明显升高。之后,对原始态(AR)试样及热处理态试样表面进行UIT处理后,试样表层均出现严重塑性变形和压应力,位错密度显著增加,并产生了不同深度的硬化层。相比于AR和SHT样品,UIT处理对SDA和DA样品产生的强化效果减弱,这与γ′和γ″强化相的位错强烈交互作用有关。

摘要： 利用激光表面重熔技术处理锆基非晶材料表面后,与未经激光处理及晶化后的材料表面进行对比,利用X射线、扫描电镜、电化学工作站等方式研究了其耐腐蚀性能的变化,最终得出经过激光表面重熔处理后的锆基非晶材料的耐腐蚀性能要好于未经激光处理的材料,而有晶化的材料表面的耐腐蚀性能最差。

摘要： 目的通过对激光选区熔化次数的控制,研究其对316L不锈钢表面晶相、化学成分和物理性能的影响规律,并最终获得综合性能优良的316L不锈钢表面。方法在激光功率80 W、激光扫描速度500 mm/s、成形厚度0.03 mm、扫描间距0.06 mm条件下,通过改变激光选区熔化次数成形试件,并通过光学显微镜(OM)、电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、背散射电子衍射仪(EBSD)、数字式显微硬度计和DSF900表面形状粗糙度测定机等对试件上表面进行检测。结果发现随着激光重熔次数增加,宏观凝固组织明显细化,晶粒变大,第二相分布愈加弥散;Cr_(0.19)Fe_(0.7)Ni_(0.11)合金化合物的含量也随之增加,重熔3次以后,Cr_(0.19)Fe_(0.7)Ni_(0.11)合金化合物的含量趋于稳定;低-∑CSL晶界的比例随之增加,但相对于其他重熔后的低层错能合金材料,低-∑CSL晶界的比例还较低;试件表面硬度先急剧增加,随后趋于稳定,重熔5次时,硬度最大,为316.9HV,重熔1次时,硬度最小,为265.9HV;表面粗糙度先减小后增大,重熔2次时粗糙度最小,此时Ra为8.076μm,重熔5次时,粗糙度最大,Ra为17.228μm。结论随着激光选区熔化次数的增加,316L不锈钢表面性能得到了改善。但熔化次数过多,会产生过熔和飞溅现象,使不锈钢表面性能下降。

摘要： 为优化选区激光熔化成型4Cr5MoSiV1钢的组织和性能,研究了支撑结构和激光重熔对4Cr5MoSiV1钢试样表面形貌、显微组织、显微硬度和拉伸性能的影响.结果表明:细晶强化作用、固溶强化作用、析出强化作用和冶金质量的增加可提高试样的力学性能,且冶金质量对力学性能的影响程度较高. SLM成型4Cr5MoSiV1钢试样的抗拉强度为948. 6 MPa、断后伸长率为9. 3% 、顶部表面显微硬度为578. 2HV、底部表面显微硬度为560. 4HV.支撑结构X/Y间距的减小可增加支撑结构数量、提高支撑作用、增强导热能力,其细晶强化、固溶强化作用和冶金质量增加,力学性能提高.设计切割间距对试样的力学性能影响较小,但支撑去除难度降低.激光边界重熔对试样的力学性能影响较小,而经激光表面重熔后试样的晶粒粗化、晶粒内第二相析出物增多,飞溅颗粒、黑烟颗粒和孔隙缺陷基本消失,力学性能明显提高,其抗拉强度为1 387. 2 MPa,断后伸长率为14. 6% ,顶部表面显微硬度为632. 4HV,底部表面显微硬度为608. 4HV.

摘要： 为了加强机械零部件的表面耐磨防护,采用等离子喷涂后激光重熔方法在Q235钢基体上制备了不同V含量的AlCoCrFeNiVX高熵合金涂层,测试了涂层的硬度和耐磨性.结果表明:合金涂层呈现出典型的枝晶和枝晶间组织,且在枝晶间组织附近出现了条状CrV相;V含量较低时,合金涂层为FCC+BCC双相结构;随着V含量的增加,合金涂层转变为单相BCC结构;在V含量升高的同时,合金涂层的硬度和耐磨性都随之提高;当V摩尔值为1.0时,涂层平均硬度达到了627.43 HV,此时涂层磨损失重最小,磨损机制表现为磨料磨损以及轻微氧化磨损.

摘要： 本研究采用冷喷涂技术在TC4基板上沉积TC4涂层并利用激光对TC4涂层进行重熔处理.研究了激光重熔工艺参数对涂层孔隙率、硬度、耐腐蚀性能的影响规律.研究结果表明:激光重熔后,原制备态涂层的孔隙率、硬度、耐腐蚀性能变化较大,但不同的激光重熔工艺参数对制备态涂层性能影响并不明显.相比较而言,最佳的激光重熔工艺参数为功率1.8kW,离焦量40mm,在此工艺下,将冷喷涂TC4制备态涂层孔隙率从14.6％降低到0.7％,涂层硬度从398HV0.3提高到440HV0.3,耐NaCl盐溶液浸泡时间从898小时提高到1225小时.总之,激光重熔冷喷涂TC4涂层后,涂层孔隙率大大降低,硬度和耐腐性能得到较大程度的提高.

摘要： 为了研究激光对Ni-纳米TiN复合镀层的作用,进一步提高Ni-纳米TiN复合镀层的性能.采用超声-脉冲电沉积法制备了Ni-纳米TiN复合镀层,并用激光重熔工艺对复合镀层进行处理.用扫描电镜(SEM)、显微硬度仪等分析了激光重熔前后复合镀层的表面形貌、微观结构、重熔层截面显微硬度、界面结合状态等,同时对复合镀层的摩擦磨损性能进行了测试.结果表明:经过激光重熔处理后,孔隙率降低,重熔层组织更加致密,晶粒得到细化且纳米TiN粒子的弥散量增加,截面硬度呈梯度分布,最高达到920HV0.1;重熔层与基体形成良好的冶金结合,复合镀层的性能得到提高,激光重熔后镀层的耐磨性得到了极大的提高.

摘要： 本文采用大气等离子喷涂方法在AZ91D镁合金基体上制备Al2O3和Al2O3-40％TiO2防腐涂层,然后采取激光重熔对涂层进行封孔.采用第一原理计算表明Al2O3涂层较Al2O3-40％TiO2涂层杨氏模量大、热膨胀系数小,因此激光重熔Al2O3涂层时,由于其杨氏模量高导致涂层内应力较大,Al2O3涂层极易开裂、剥落.

摘要： 采用超音速火焰喷涂法制备3mm厚NiCrBSi涂层,之后采用3kW光纤激光器对涂层进行重熔处理正交试验.对得到的涂层切样,进行金相分析、测试硬度、耐磨性,结合强度试验.发现涂层的孔隙率与结合强度较喷涂涂层有很大的提高,耐磨性能略有提升,硬度有所下降.激光重熔对激光功率与预热温度工艺参数较敏感.随着激光功率增大,结合强度增加,涂层裂纹缺陷也随之增加,涂层硬度先升高后下降,存在最大值;预热温度增加,涂层裂纹减少,结合强度增加,但这个影响随着预热温度升高而逐渐下降.正交试验结果表明,预热400°C时,涂层硬度能达到最高点,且裂纹得到较好控制.

摘要： 本研究在钛合金表面通过等离子喷涂和激光重熔复合技术制备纳米结构Al2O3-TiO2重熔涂层,重点研究激光工艺对重熔涂层中双模态组织的影响.研究表明，等离子喷涂纳米结构Al203-13wt.%TiO2涂层表现出独特的由完全熔化区和部分熔化区组成的双模态组织特征。激光重熔后，消除了等离子喷涂涂层的层状结构，获得了致密的重熔涂层。纳米结构重熔涂层传承了喷涂态涂层的双模态组织特征。纳米结构重熔涂层的平均硬度为1150 HV0.3至1750 HV0.3，比重熔之前的喷涂态涂层提高了约60%。

摘要： 非晶态合金作为一种具有优异性能的新型材料，是当前材料领域的研究热点之一。Fe-Ni基非晶合金作为一种具有极大应用前景的非晶合金，其具有优异的力学和物理性能及其相对于其它合金体系的廉价性使得其越来越受到人们的重视，其抗拉强度在室温下高达1433 MPa，约是传统铁晶体抗拉强度(630 MPa)的2.27倍，抗压强度和维氏硬度分别达3800 MPa和1360 MPa。rn 本文为验证激光重熔非晶合金可行性，利用大功率激光重熔非晶合金以验证获得非晶涂层的可行性:采用x射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对Fe-Ni基非晶/纳米晶复合涂层的相结构和组织进行观察和分析。证明了此冷却条件下可以制备非晶复合涂层.

摘要： 采用等离子喷涂纳米氧化锆(ZrO_2-8%Y_2O_3)团聚粉末制备了纳米氧化锆热障涂层,利用连续CO_2激光对其进行重熔处理.以常规热障涂层作为比较对象,研究了纳米氧化锆热障涂层和激光重熔涂层的组织结构、硬度、抗热冲击性能.结果表明:纳米氧化锆热障涂层组织结构为独特的纳米-微米复合结构,主要有柱状晶和未熔融或部分熔融纳米颗粒组成;激光重熔热障涂层的组织结构为表面等轴晶+断面柱状晶.硬度试验和抗热冲击性能试验综合比较结果显示:相对于常规氧化锆热障涂层,纳米氧化锆热障涂层和激光重熔热障涂层拥有更好的性能.因此将纳米技术和激光重熔表面处理技术与等离子喷涂技术结合起来制备热障涂层是提高热障涂层性能的非常有前景的工艺方法.

摘要： 利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)，研究了Ni基合金火焰喷焊层经激光重熔及不同温度时效处理后的组织和相组成,并进行了显微硬度和耐磨性的测定。试验结果表明,原始喷焊层主要由Y-(Fe，Ni)固溶体和Cr7C3、CrB、Cr583、Cr3C2、Fe3B等硬质相组成，经激光重熔后，喷焊层组织为细小的树枝品及枝晶问分布的共晶组织，使得表面硬度和耐磨性得到很大提高;重熔喷焊层随后经不同温度时效处理后，其组织中不但二次枝晶出现断开现象,硬质相组成发生了改变，而且表面硬度和耐磨性得到进一步的提高。相比较而言，重熔喷焊层经600°C时效处理6h后，表面硬度和耐磨性最好。

摘要： 采用激光熔覆+激光重熔的工艺方法在低碳钢基体上制备了Fe-Ni-Si-B-Nb系非晶复合涂层.利用X射线衍射、扫描电镜、EDAX能谱及透射电镜分析了涂层的物相、组织结构与非晶形成的影响因素.研究结果表明:熔覆层的组织由表面至基体分为:非晶复合区、原始熔覆层与基体,其中非晶复合区中为Fe2B+v-(Fe,Ni)多晶+非晶相的混合.在激光非晶化中,抑制涂层中简单晶相的生成而促进复杂晶相的生成对于形成非晶相有利.

摘要： 本工作研究了CO2 激光重熔处理对超音速火焰喷涂WC-Co和WC-NiCr 涂层的组织结构和摩擦学行为的影响。结果表明：选定优化参数下，激光重熔可降低涂层气孔率，提高涂层显微硬度，涂层与基材之间实现冶金结合；干摩擦条件下，涂层经过激光重熔处理耐磨性能显著提高；但润滑条件下劣于未经重熔处理涂层，这可能与未重熔涂层含有较多的气孔，可存储润滑油较好地发挥润滑效果有关。

摘要： 本发明提供了一种金属电渣重熔用结晶器和电渣重熔装置以及电渣重熔方法，属于金属冶炼技术领域。它解决了目前不能生产大规格电渣锭的问题。本金属电渣重熔用结晶器包括至上而下依次叠加的上结晶室、中结晶室和下结晶室，三种结晶室分别具有上下贯穿各自对应结晶室的上熔炼腔、中熔炼腔和下熔炼腔，中熔炼腔呈倒锥形，大端与上熔炼腔对接，小端与下熔炼腔对接。本发明是已凝固的电渣锭从结晶器中抽出，不影响整个电渣过程的稳定，对高温电渣锭直接进行水冷，提高冷却速度。特殊的结晶器结构，可以保证电渣锭进行水冷时，产生的大降温不会影响高温熔池熔渣的温度场，使电渣重熔能顺利进行。

摘要： 本发明提供一种可实现熔覆过程预热和重熔的激光熔覆光路系统及其工作过程，包括激光熔覆光路系统、预热和重熔光路系统；激光熔覆光路系统包括第二激光发射器、偏振分光棱镜、平面透镜和凸透镜，预热和重熔光路系统包括第一激光发射器、快门、光束整形器、平面反射镜、偏振分光棱镜、平面透镜和凸透镜。本发明激光熔覆光路系统计设为激光熔覆头内的光路系统，可实现对已成型前一层涂层或基体进行预热和表面预处理，也可实现对正进行熔覆的凝固成型熔覆层进行重熔，减小了温度梯度，有效解决了熔覆中快冷快热造成的应力过大引起的裂纹和组织不均匀性，也可有效解决熔覆层表面粘粉，降低了搭接区域气孔产生敏感性，提高了粉末利用率。

摘要： 本发明公开了一种激光熔覆重熔设备，其激光头能够相对运动地设置在机台上，激光头包括具有导光通道的导光座，导光通道包括主通道、第一支通道、第二支通道，激光头还具有进光口、第一出光口与第二出光口，沿激光的传输路径上，进光口位于主通道的后端部，第一出光口位于第一支通道的前端部，第二出光口位于第二支通道的前端部，第一出光口与第二出光口沿第一方向间隔设置，激光头还包括分光镜，分光镜位于主通道中，且分光镜能够沿第一方向相对运动地设置在导光座上，第一支通道与第二支通道分设于分光镜的第一方向的相异两侧。该激光熔覆重熔设备可显著改善工件表面熔覆层的光洁度，提升工件表面的硬度、耐磨性等。

摘要： 本发明公开了一种基于LabView的激光熔覆/激光重熔过程温度场实时监测系统，由软件控制部分和温度测量装置组成，软件控制部分由LabView程序和单片机程序组成；温度测量装置由红外测温传感器、单片机、单片机供电电源模块、传感器供电电源模块、22.1184MHZ晶振及复位电路、激光加工机床等构成。该系统可以实现激光重熔、激光熔覆、激光焊接等激光加工过程中温度数据的实时采集、动态监测，高温警报、温度数据存储和输出、不同温度曲线显示模式设置和温度曲线图片输出、不同温度精度设置、温度曲线动态显示、数据的回放、查看与编辑等功能，根据测温要求选择不同测温范围的传感器，可实现0～2500°C以内的温度测量。

摘要： 本发明公开了一种激光重熔快速成形装置，涉及激光快速成形与材料制备技术领域，包括激光重熔装置、驱动装置和环压压头，环压压头具备呈环形的锻压面，激光重熔装置中的激光头用于向工件发射激光并对工件待处理面进行重熔，激光头的激光发射端能够从锻压面中伸出或激光头发射的激光能够从锻压面中射出至工件待处理面，驱动装置能够驱动环压压头沿垂直于工件待处理面的方向往复移动；本发明还提供一种基于如上所述的激光重熔快速成形装置的激光重熔快速成形方法，本发明提供的激光重熔快速成形装置及重熔成形方法能够提高重熔后工件的性能。

摘要： 本发明公开了一种基于LabView的激光熔覆/激光重熔过程温度场实时监测系统，由软件控制部分和温度测量装置组成，软件控制部分由LabView程序和单片机程序组成；温度测量装置由红外测温传感器、单片机、单片机供电电源模块、传感器供电电源模块、22.1184MHz晶振及复位电路、激光加工机床等构成。该系统可以实现激光重熔、激光熔覆、激光焊接等激光加工过程中温度数据的实时采集、动态监测，高温警报、温度数据存储和输出、不同温度曲线显示模式设置和温度曲线图片输出、不同温度精度设置、温度曲线动态显示、数据的回放、查看与编辑等功能，根据测温要求选择不同测温范围的传感器，可实现0～2500°C以内的温度测量。

摘要： 一种激光重熔制备FeBC耐磨熔覆层的方法，属于表面处理技术领域。先将质量分数为75‑90％的硼铁粉、5‑10％的碳化硼粉和5‑15％的稀土硅铁混合均匀后轧制成丝材，粉芯丝材外皮所用带材为低碳钢带；粉芯丝材填充率：28‑32％。采用电弧喷涂技术制备具有较高耐磨性的铁基涂层，喷涂工艺：电压28‑32V；电流200‑220A；喷涂距离180‑220mm；压缩空气压力0.4‑0.6MPa，喷涂层厚度为800‑1000μm。然后采用激光熔覆技术对喷涂层表面进行激光重熔处理。激光重熔工艺：激光功率2.5KW‑3.0KW，扫描速度4mm/s。进一步提高耐磨性。

摘要： 一种超高速激光熔覆与表面重熔的复合加工方法，涉及一种超高速激光熔覆方法。本发明是要解决现有的激光熔覆层表面粗糙度较大，有明显的搭接痕，要再经过车、磨、抛等多道工序的加工，导致材料浪费严重，有效利用率低的技术问题。本发明：一、超高速激光熔覆；二、重熔工艺。本发明方法熔覆层厚度仅25μm～300μm，工件表面光洁度达到Rz＝6μm～7μm，可大大减少后续加工量与加工工序，显著提高生产效率；激光重熔后工件表面光洁度大幅提高，熔覆后的工件不必再进行车削，可以直接进行抛光，降低成本的同时减少了废料的产生，进一步提高了生产效率，节约能源。

摘要： 本发明公开了一种用化学方法制备Deloro基复合材料的方法。步骤如下：用粘结剂将一定质量分数比例Deloro22‑Si3N4‑B4C混合粉末预置于TA1钛合金表面，后采用氩弧熔覆工艺对预置层进行处理，形成氩弧熔覆层，相关工艺参数：焊接电流10～80 A，焊接电压10～25 V，焊接速度0.5～15 mm/s，氩气保护气流量20 L/min。对氩弧熔覆复合材料表面进行激光重熔处理，激光重熔工艺参数：激光功率0.85 kW，扫描速度4 mm/s，氩气保护气流量25L/min，多道搭接率30%。经上述处理后，TA1钛合金表面硬度得到大幅度的提升。本发明能够获得位于钛合金表层呈非晶‑纳米态且具有极高硬度的复合材料。

摘要： 本实用新型公开了一种激光重熔/熔覆过程中的工件预热装置，涉及激光加工领域。本实用新型包括用于数据处理和控制的主控制器；用于显示测量温度的液晶显示模块；用于采集加热台上温度的测温传感器电路；用于控制是否向加热台供电的继电器电路；用于向整个系统供电的电源及转压电路；用于放置和预热工件的加热台；用于工件温度过高时将多余热量及时排出的风冷热管散热器。优点：在激光重熔/熔覆过程中，通过加热台的预热平板、相应的控制电路、数据显示模块以及相应的散热装置，实现对不同预热要求的工件进行预热。