激光熔覆处理

材料科学

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文

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金属表面激光合金化及熔覆处理的研究进展

居

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毅#，，郭绍义#，李宗全!

（!(浙江工程学院机械与自动控制学院，浙江杭州

【摘

浙江杭州&!""&&；’(浙江大学材料科学与工程系，&!""’$）

要】本文介绍了目前我国激光合金化及熔覆处理研究的最新成果，并对激光熔覆处理的发展趋势作

了简要的阐述。

【关键词】激光合金化；激光熔覆；铸铁；钢；有色金属中图分类号：=>#?:’;;

文献标识码：@

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3种激光器的吸收率和加工精度依次是:准分子激光>Nd: YAG激光> CO2激光。CO2激光器适用于大功率、大尺寸,精度要求较低的加工和熔覆领域; Nd:YAG激光适用于中小功率、中小尺寸,精度要求较高的加工和熔覆领域;准分子激光器适用于小功率、小尺寸,精度要求很高的微纳加工、微电子业和生物医学领域。Nd: YAG激光的吸收率均约为CO2激光的3倍多,因此Nd: YAG激光比CO2激光更适用于激光熔覆和激光金属直接成形制造。

CO2激光、Nd:YAG激光和准分子激光熔覆特性的比较

张安峰,朱刚贤,周志敏,卢秉恒

(西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,陕西西安　710049)

摘要:对CO2、YAG和准分子激光器输出特性、吸收率、光强空间分布、熔覆特性和加工性能进行了比较。CO2和Nd:YAG激光空间分布的横截面图为高斯形,而准分子激光空间分布的横截面图为矩形。3种激光器的吸收率和加工精度依次是:准分子激光>Nd:YAG激光>CO2激光。3种激光器的平均输出功率和光斑直径依次是:准分子激光

3种激光器的吸收率和加工精度依次是:准分子激光>Nd: YAG激光> CO2激光。CO2激光器适用于大功率、大尺寸,精度要求较低的加工和熔覆领域; Nd:YAG激光适用于中小功率、中小尺寸,精度要求较高的加工和熔覆领域;准分子激光器适用于小功率、小尺寸,精度要求很高的微纳加工、微电子业和生物医学领域。Nd: YAG激光的吸收率均约为CO2激光的3倍多,因此Nd: YAG激光比CO2激光更适用于激光熔覆和激光金属直接成形制造。

CO2激光、Nd:YAG激光和准分子激光熔覆特性的比较

张安峰,朱刚贤,周志敏,卢秉恒

(西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,陕西西安　710049)

摘要:对CO2、YAG和准分子激光器输出特性、吸收率、光强空间分布、熔覆特性和加工性能进行了比较。CO2和Nd:YAG激光空间分布的横截面图为高斯形,而准分子激光空间分布的横截面图为矩形。3种激光器的吸收率和加工精度依次是:准分子激光>Nd:YAG激光>CO2激光。3种激光器的平均输出功率和光斑直径依次是:准分子激光

1.激光重熔对材料表面激光熔覆层的影响，热加工工艺，2007年第36卷第3期

2.TC4钛合金表面等离子喷涂AL203-13wt%TiO2涂层及激光重熔研究，材料热处理学报，2007年8月 3.TiAL合金表面激光重熔复合陶瓷涂层温度场数值模拟机组织分析，中国激光，2009年1月 4.等离子喷涂-激光重熔陶瓷涂层存在问题及改进方案，材料科学与工艺，2002年12月 5.激光表面重熔等离子喷涂陶瓷涂层的研究与发展，材料工程，1999年第一期 6.激光重熔45钢工艺研究，新技术新工艺，2009年第11期 7.TiAl合金表面激光重熔纳米陶瓷涂层，材料热处理学报，2010.2 8.45钢激光重熔WC-Co涂层磨损性能研究，应用激光，2009.4

9.激光重熔改性等离子喷涂陶瓷涂层的组织及其耐磨蚀性能，中国有色金属学报，2004(6)，14(6)： 934-938

10.气缸缸套激光重熔处理工艺研究，电焊机，

2007（12），37（12）：

1.激光重熔对材料表面激光熔覆层的影响，热加工工艺，2007年第36卷第3期

激光重熔处理对于减小熔覆层中的应力，改善裂纹和气孔状况具有一定的效果，它

1.激光重熔对材料表面激光熔覆层的影响，热加工工艺，2007年第36卷第3期

2.TC4钛合金表面等离子喷涂AL203-13wt%TiO2涂层及激光重熔研究，材料热处理学报，2007年8月 3.TiAL合金表面激光重熔复合陶瓷涂层温度场数值模拟机组织分析，中国激光，2009年1月 4.等离子喷涂-激光重熔陶瓷涂层存在问题及改进方案，材料科学与工艺，2002年12月 5.激光表面重熔等离子喷涂陶瓷涂层的研究与发展，材料工程，1999年第一期 6.激光重熔45钢工艺研究，新技术新工艺，2009年第11期 7.TiAl合金表面激光重熔纳米陶瓷涂层，材料热处理学报，2010.2 8.45钢激光重熔WC-Co涂层磨损性能研究，应用激光，2009.4

9.激光重熔改性等离子喷涂陶瓷涂层的组织及其耐磨蚀性能，中国有色金属学报，2004(6)，14(6)： 934-938

10.气缸缸套激光重熔处理工艺研究，电焊机，

2007（12），37（12）：

1.激光重熔对材料表面激光熔覆层的影响，热加工工艺，2007年第36卷第3期

激光重熔处理对于减小熔覆层中的应力，改善裂纹和气孔状况具有一定的效果，它

毕业论文

激光熔覆AlCrCoFeNi高熵合金涂层

力学性能及组织研究

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名： 日 期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Si+Al2O3

涂层

Yao Jun a,b, G.P. Sun a, Hong-Ying Wang a, S.Q. Jia a, S.S. Jia a,?

摘要

本文利用5千瓦的激光器在AZ91D镁合金表面进行了Al + Si + Al2O3（质量比为7:1:2）粉末涂层的激光熔覆研究。对表面熔覆层的微观组织和相组成进行了分析，此外，对熔覆层的形态，以及熔覆层的Si和Al2O3颗粒体积分数和分布进行了研究。详细测量了各激光参数下的表层的平均硬度。结果表明表层的微结构硬度显著提高到210 HV0.05，高于基体的60–70 HV0.05，而且复合涂层表面的平均显微硬度随激光功率的增大而减小，并且在低功率下减小的更快。虽然表面熔覆层的平均硬度保持不变，但是在一些区域有略微的波动，这主要是由于熔覆层中硬质颗粒的随机分布造成的。最终通过实验确定了在AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Si+Al2O3涂层的最佳工艺参数，生成了结构均一并且具有高硬度的涂层结构。

关键词：激光熔覆；涂层；参数；显微硬度；镁合金

1、引言

在航空航天和汽车对轻量化材料需求量的增加，以及我们的研发人员年年专注于研究如何提高镁及其合金的强度、

安徽工业大学 毕业设计(论文)任务书

毕业设计(论文)的主要内容及要求：

1．查阅关于高熵合金的文献，确定实验方案，并撰写文献综述。

2．翻译一篇英文文献。

3．将配制的Fe x MnCrAlTi 0.4Mo 0.3Si 0.3高熵合金粉末激光熔覆到基板上，切割熔覆后的基板一部分制成晶相试样，另一部分拿去进行不同温度5小时退火后制晶相试样，然后拍组织照片、打显微硬度、拍扫描电镜照片、EDS 分析。

4．分析所得实验数据，撰写毕业论文。

指导教师签字：

课题名称 激光熔覆低成本富铁

Fe x CrMnAlTi 0.4Mo 0.3Si 0.3高熵合金涂层研究

学 院

材料科学与工程学院 专业班级 *** 姓 名 *** 学 号 ***

诚信声明

本人声明：

1、本论文（设计）没有抄袭行为；

2、本论文（设计）是在指导教师的指导下独立完成的；

3、本论文（设计）中所引用他人的成果、资料等，均已在参考文献中列出。

院别：材料科学与工程学院专业：材料科学与工程

班级：*** 学号：***

作者：*** （签字）

2014年06 月15 日

材料科学与工程学院毕业设计（论文）指导书

指导教师** 学生姓名** 班级材料** 学号**

题目：激光熔覆低成本富铁Fe x CrMnA

NiTi合金 激光

第２９卷第７期

２００

焊接学报

Ｖ０１．２９

Ｎｏ．７２００

８

８年７月ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＷＥＬＤＩＮＧＩＮＳＴＩＴＵＴＩＯＮＪｕｌｙ

激光熔凝处理对ＮｉＴｉ形状记忆合金

微动磨损性能的影响

张春华１’２，

张卓２，

张松２，

韩

忠３，

文效忠４

１１００１６；

（１．东北大学材料与冶金学院，沈阳１１０００４；２．沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳１１０１７８；

３．中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室，沈阳

４．香港理工大学工业及系统工程学系，香港九龙）

摘要：采用高功率连续波固体Ｎｄ：ＹＡＧ激光器，对ＮｉＴｉ形状记忆合金进行激光表面熔凝处理，利用ＳＲｖⅢ摩擦磨损试验机考察激光熔凝处理对ＮｉＴｉ形状记忆合金微动磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜及能谱仪分析ＮｉＴｉ形状记忆合金表面磨痕形貌及磨损产物成分；用形貌仪测量样品表面磨痕深度，并对磨损体积进行计算。结果表明，与ＮｉＴｉ合金相比，熔凝层摩擦系数，磨损体积均显著降低，表明激光熔凝处理提高了Ｎｉ．Ｔｉ合金的耐微动磨损性能。ＮｉＴｉ合金微动磨损机理主要表现为氧化和磨粒磨损，而Ｎｉ．Ｔｉ合金激光熔凝层磨损机制主要以疲劳剥层理论及磨粒磨损为主。关键词：ＮｉＴｉ形状记

NiTi合金 激光

第２９卷第７期

２００

焊接学报

Ｖ０１．２９

Ｎｏ．７２００

８

８年７月ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＷＥＬＤＩＮＧＩＮＳＴＩＴＵＴＩＯＮＪｕｌｙ

激光熔凝处理对ＮｉＴｉ形状记忆合金

微动磨损性能的影响

张春华１’２，

张卓２，

张松２，

韩

忠３，

文效忠４

１１００１６；

（１．东北大学材料与冶金学院，沈阳１１０００４；２．沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳１１０１７８；

３．中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室，沈阳

４．香港理工大学工业及系统工程学系，香港九龙）

摘要：采用高功率连续波固体Ｎｄ：ＹＡＧ激光器，对ＮｉＴｉ形状记忆合金进行激光表面熔凝处理，利用ＳＲｖⅢ摩擦磨损试验机考察激光熔凝处理对ＮｉＴｉ形状记忆合金微动磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜及能谱仪分析ＮｉＴｉ形状记忆合金表面磨痕形貌及磨损产物成分；用形貌仪测量样品表面磨痕深度，并对磨损体积进行计算。结果表明，与ＮｉＴｉ合金相比，熔凝层摩擦系数，磨损体积均显著降低，表明激光熔凝处理提高了Ｎｉ．Ｔｉ合金的耐微动磨损性能。ＮｉＴｉ合金微动磨损机理主要表现为氧化和磨粒磨损，而Ｎｉ．Ｔｉ合金激光熔凝层磨损机制主要以疲劳剥层理论及磨粒磨损为主。关键词：ＮｉＴｉ形状记