反应釜传动轴激光熔覆修复技术的BP-GA优化研究

激光熔覆技术具有组织细密、零件相对不变形、安全性高等特点,将其应用于轴类零件修复中,可提高工件强度、缩短修复周期、降低约60%的修复成本。在使用激光熔覆修复技术中,参数优化是关系到加工质量、加工成本的关键问题。研究YAG激光熔覆技术在反应釜传动轴修复中的应用,通过试验研究、神经网络和遗传算法等方法,在保证修复后无裂纹和修复区结合强度足够的前提下,优化主要技术参数(工件转速、离焦量、出粉速率),优化结果提高反应釜传动轴修复工作的效率和产品质量,降低修复制造成本,对推广激光熔覆技术的应用具有重要意义。     

钛合金表面激光熔覆氧化锆陶瓷涂层的显微组织

本文采用激光熔覆技术,探讨制备ZrO_2/Ti梯度功能材料,利用SEM和EPMA分析激光熔覆层,过渡层、热影响区的组织形貌和各组元的成份分布。用X射线衍射和微区X射线衍射技术分析激光熔覆区的氧化锆相变及各区域的相组成。得到:经过激光熔覆处理,熔覆区氧化锆由C—ZrO_2和T—ZrO_2组成,激光熔覆层、过渡区,热影响区的组织分别为ZrO_2枝晶 Ti_2O、粒状Z_rO_2 α相、片状α组成,在过渡区内成份是渐变的,组织为陶瓷相ZrO_2和塑性相α相混合。此工艺是制备ZrO_2/Ti梯度功能材料有前途的方法。     

等离子熔覆高铬铁基涂层磨粒磨损性能与机理

采用等离子熔覆技术,在Q235钢表面获得等离子熔覆高铬铁基复合涂层,利用OM、SEM、XRD、EDS分析了涂层的组织结构和相组成,用磨粒磨损试验机对其进行磨粒磨损试验.结果表明:整个涂层内部组织细小、致密、均匀、无气孔、无裂纹;涂层比淬火45#钢耐磨性提高了2.56倍.等离子熔覆涂层磨粒磨损机制主要存在2种类型:塑性变形-切削和断裂-剥落,磨损过程为2种机制的综合作用,涂层组织对磨粒磨损机制有重要影响.涂层具有较高耐磨性的原因主要是固溶体的基体上分布有块状合金碳化物,具有较好的耐磨性.     

不锈钢基体激光熔覆Ni60A的残余应力研究

选择激光功率、扫描速度、送粉量为影响因素,用正交试验方法研究了不锈钢基体激光熔覆Ni60A的残余应力;结果表明:影响残余应力的关键因素为扫描速度,其次是激光功率,最后为送粉量;扫描速度180 mm/min、激光功率1.5 kW、送粉量3 g/s产生最小残余应力;此时熔覆材料Ni60A与基体形成良好的冶金结合,熔覆层组织均匀,无微裂纹等明显缺陷。研究结果为叶轮和螺杆的激光熔覆再制造提供了实验依据。     

钛合金表面激光熔覆TiC涂层显微结构和耐磨性

采用HL-5000型横流CO2激光加工机在TC4钛合金表面激光熔覆TiC+Ti和TiC+Ti+F102复合涂层。通过SEM、EDAX、XRD、HXD-1000TMC型显微硬度计,HT-600型高温摩擦磨损试验机,分析了熔覆层的显微组织、成分、物相,测试了激光熔覆层的显微硬度和滑动摩擦磨损性能。结果表明,激光熔覆制备的TiC复合涂层与基体呈冶金结合,在TiC+Ti激光熔覆层中,熔覆层的组织是在Ti基体上分布着TiC树枝晶;在TiC+Ti+F102激光熔覆层中,TiC颗粒发生了部分溶解,熔覆层的组织是在Ti基和γ-Ni基的基体上分布着细小的TiC颗粒和TiC树枝晶。TiC+Ti激光熔覆层的硬度约为700 HV0.1,TiC+Ti+F102激光熔覆层的硬度约为800 HV0.1,两种复合涂层耐磨性均比TC4钛合金显著提高。     

反应等离子熔覆高铬铁基金属陶瓷增强耐磨涂层组织与性能

利用反应等离子熔覆技术、以Fe-Cr-C-W-Ni合金粉末为原料,在Q235钢表面制得了Cr7C3高铬铁基金属陶瓷增强耐磨复合涂层。利用SEM、EDS和X射线衍射分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性。结果表明:反应等离子熔覆Cr7C3高铬铁基金属陶瓷增强耐磨复合涂层硬度高、组织均匀、与基材之间为完全冶金结合;涂层在室温干滑动磨损试验条件下表现出优异的耐磨性,涂层磨损的质量损失随载荷增加十分缓慢,涂层具有优异的载荷特性。     

纯铜表面激光熔覆Ni基合金涂层组织与性能

为了提高铜的耐磨性,通过预置粉末,采用Nd:YAG激光器在纯铜基体上进行了激光熔覆Ni基合金涂层的试验。通过SEM对熔覆层和熔覆层与基体结合区的形貌和微观组织进行了研究,并对熔覆层的硬度、耐磨性进行了测定。结果表明,熔覆层呈典型的快速凝固特征,组织良好,可以对基体提供强防护作用;含一定质量分数的Cu的镍基合金表现为胞状组织,含B、Si的Ni基合金组织表现为网状枝晶结构;铜表面Ni基熔覆层硬度较铜基材明显提高,室温干滑动摩擦磨损性能均较Cu基材明显提高。     

激光熔覆技术在模具表面处理中的研究进展

着重介绍了激光熔覆技术在锻压、塑料等模具表面处理中的研究现状,分析了模具表面处理中存在的问题,如气孔、变形和开裂等,指出了激光熔覆技术的未来发展方向：激光熔覆多源复杂信息耦合的研究、激光熔覆基础理论研究、激光熔覆材料的设计与开发、激光熔覆工艺模型的建立以及激光熔覆设备的改进。     

钛合金表面激光熔覆技术研究现状与展望

在介绍钛合金表面激光熔覆工艺研究现状基础上,详细分析了不同熔覆材料、不同激光参数对涂层表面组织及性能的影响以及外加物理场对涂层质量的改变.并对该技术未来的发展趋势进行了展望,提出了针对激光熔覆技术引入交变电磁场来达到提高涂层综合性能的可能性.     

不同种类激光熔覆粉末的性能研究

选取铁基不锈钢316L、超级不锈钢、Ni基合金为研究对象,采用激光熔覆技术将粉末熔覆在合金钢表面,以SEM图像表征熔覆层的微观结构,采用EDS能谱分析研究熔覆层和基体的化学成分,采用拉伸试验机测试熔覆层的弯曲性能,通过盐雾试验法、极化电位法研究了熔覆层的耐盐雾腐蚀性能.结果表明:316L熔覆层晶粒形貌不规则,晶粒较大有部分柱状晶;超级不锈钢熔覆层组织较均匀,存在大量的等轴晶;而Ni基合金熔覆层的组织均匀,存在一定数量的析出相,且析出相均匀、细小;Ni基合金在熔覆层位置处的硬度明显高于316L和超级不锈钢;三种材料的熔覆层与基体有较明显的分界;熔合区宽度约为100μm;检测点的化学成分组成与熔覆材料和基体的成分一致;熔覆层和基体达到很好的结合强度;三种材料的熔覆层经480 h铜加速盐雾腐蚀试验后,熔覆层表面未出现肉眼可见的红斑或红锈.     

激光熔覆技术在球磨机主轴修复中的应用

利用激光熔覆技术对球磨机主轴表面进行工艺参数熔覆试验,主要分析了熔覆层裂纹和气孔产生的趋势及对熔覆层耐磨性能的影响,采取适当的工艺参数,消除熔覆层内的气孔,减少裂纹,使表面硬度在不同程度上得到提高,从而提高熔覆层性能。     

激光熔覆Ni基WC涂层内铸造WC颗粒溶解特征的研究

采用激光熔覆的方法在Q235钢表面制备了wc颗粒强化的Ni基涂层。研究了铸造wc颗粒在涂层内的溶解特征。结果表明：铸造wc颗粒在涂层底部几乎完全溶解并与扩散进入的Fe发生共晶反应形成粗大的鱼骨状形貌特征M6C型碳化物;在涂层中部,铸造wc颗粒完全溶解并析出M7C3,M12C与M23C6型碳化物;在涂层边部,大部分铸造wc颗粒发生部分溶解形成3—5μm的M6C合金化反应层,保持了原有多角状结构与高硬度特征。     

Effect of Foam Cladding for Blast Mitigation:Numerical Simulation

Two numerical simulations were performed to investigate the protective effect of the foam cladding. One simulation is based on a previous experimental study, which is a ballistic pendulum with and without a foam cladding subjected to close-range blast loading. The other model is a steel beam with and without a foam cladding under blast loading. The overpressure due to the blast event can be calculated by the empirical function ConWep or by an arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) coupling model. The first approach is relatively simple and widely used. The second approach can model the propagation of the blast wave in the air and the interaction between the air and the solid. It is found that the pendulum with the foam cladding always swings to a larger rotation angel compared to a bare pendulum. However, the steel beam with an appropriate foam cladding has a smaller deflection compared to the bare beam without a foam cladding. It is concluded that the protective effect of the foam cladding depends on the properties of the foam and the protected structure.     

激光熔覆陶瓷涂层技术研究

阐述了激光熔覆的相关理论,对熔覆材料及激光功率参数进行了设计,从激光熔覆陶瓷涂层在工业上的应用,展望了激光熔覆陶瓷技术的应用前景。     

基于激光诱导击穿光谱的熔覆层表面性质研究

以激光熔覆技术为基础,采用激光诱导击穿光谱技术研究不同扫描速度下熔覆样件的硬度与光谱之间的相关性。收集不同硬度样品的光谱数据,提取其中离子与原子光谱线的光谱强度比,与样品的显微硬度做比较。研究表明,基于熔覆层的硬度、激光熔覆的工艺参数以及熔覆层成型差异,不同样品的谱线强度比不同。同一块样品中CrⅡ/CrⅠ的比值可以反应熔覆层不同区域的硬度关系。采用激光诱导击穿光谱技术可以评价熔覆成型质量。     

钢管高性能混凝土界面黏结性能试验

为研究钢管高性能混凝土界面黏结性能,进行了包括钢管壁厚、截面形式、钢材类型和钢管内表面状态4 个参数的推出试验研究,分析了试件的试验现象、荷载-滑移曲线和界面黏结强度。 结果表明,仅当试件壁厚较薄时,钢管中下部会出现45°剪切滑移线;不同钢管壁厚试件的荷载-滑移曲线共有3 种增长模式,均包括胶结滑移段、滑移段和摩阻段3 个阶段;增大钢管壁厚、使钢管内表面锈蚀可以提高界面黏结强度;采用方形钢管代替圆形钢管、不锈钢管代替普通钢管对界面黏结强度有不利影响。     

热处理对CuCr/1Cr18Ni9Ti结合区的影响

试验研究了热处理对CuCr/1Cr18Ni9Ti双金属复合材料结合区组织和性能的影响。结果表明,热处理后,结合区没有明显的裂纹和脆化现象,界面反应层宽度无明显增加;热处理工艺明显提高了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的硬度,界面反应层和CuCr合金的显微硬度略有增加。     

钢桥面环氧沥青铺装的界面行为

通过引入一个新参数膜劲度,在部分共同作用原理的基础上,建立了描述钢桥面环氧沥青混凝土铺装复合梁在负弯矩作用下的界面行为模型,用以分析钢-环氧沥青混凝土之间的界面滑移与应变.推导了弹性工作状态下复合梁的界面滑移与应变的表达式,编制了数值计算程序并用2根复合梁进行了校核.然后采用该程序分析了界面滑移与应变沿复合梁纵向的分布特征,以及铺装层中的最大拉应力、层间剪应力对材料参数的敏感性.结果表明,界面效应削弱了钢桥面铺装复合梁的整体抗弯刚度;中低温条件下,采用劲度更大的粘结层材料有利于改善沥青铺装层的受力;粘结层的损伤累积将加剧沥青铺装层的破坏.