激光熔凝

摘要： 对球墨铸铁进行激光表面熔凝处理,通过调控激光功率、扫描速度、光斑尺寸等参数变化,将球墨铸铁表面的石墨转变为二维碳化物.实验结果表明:在球墨铸铁的激光表面熔凝反应中,石墨球良好的光吸收能力使其吸收了激光产生的大量热量,形成石墨熔池,从而促进了石墨球向二维碳化物的转变;激光熔凝层的拉伸强度为279.5 MPa,远高于球墨铸铁基体的拉伸强度152.6 MPa.

摘要： 课题组采用激光熔凝强化技术对球阀密封面进行强化处理。在常见阀门材料304不锈钢表面构造出弓字形的强化层,对试样强化层的硬度和耐磨损性能进行测试,研究激光重熔对球阀耐磨性的影响。仿真结果表明,激光熔凝处理显著改善了304不锈钢阀门的表面性能,强化层的厚度达到179.7 μm,单道熔凝层显微硬度最高值可达290 HV以上,熔凝层平均硬度约为250 HV~280 HV,较基材提高了25%以上。熔凝试样主要磨损机制为磨粒磨损,大大减少了粘着磨损,熔凝层耐磨性能明显提升。

摘要： 通过激光熔凝技术,在可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金表面制备了一层熔凝层,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高速往复摩擦实验机、显微硬度计、电化学工作站和浸泡实验系统评估了熔凝层的微观组织、摩擦磨损性能、硬度和腐蚀行为.结果表明:铸态和激光熔凝试样均主要由 α-Zn基体相、Mg2Zn11和FeZn13相组成.激光熔凝层组织较锌合金基体致密且FeZn13第二相趋于圆整和细化.在Hank's溶液中的摩擦磨损实验表明,激光熔凝试样的摩擦系数为0.821、磨损损失为1.7 mg,相对于铸态试样具有更低的摩擦系数和磨损失重量.腐蚀磨损机理主要为犁削和轻微的磨粒磨损;激光熔凝试样在Hank's溶液中的腐蚀电位为-1.030 V vs.SCE、腐蚀电流密度为37.4μA/cm2、腐蚀速率为498.0μm/a,相对于铸态试样具有更正的腐蚀电位、更低的腐蚀电流密度和腐蚀速率.激光熔凝试样在Hank's溶液中浸泡30和90 d后的降解速率分别为39.2和28.7μm/a,较铸态试样分别降低了9.4％ 和3.7％,表现出更优异的耐腐蚀性能.

摘要： 通过激光熔凝技术,在可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金表面制备了一层熔凝层,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高速往复摩擦实验机、显微硬度计、电化学工作站和浸泡实验系统评估了熔凝层的微观组织、摩擦磨损性能、硬度和腐蚀行为。结果表明:铸态和激光熔凝试样均主要由α-Zn基体相、Mg2Zn11和FeZn13相组成。激光熔凝层组织较锌合金基体致密且FeZn13第二相趋于圆整和细化。在Hank’s溶液中的摩擦磨损实验表明,激光熔凝试样的摩擦系数为0.821、磨损损失为1.7 mg,相对于铸态试样具有更低的摩擦系数和磨损失重量。腐蚀磨损机理主要为犁削和轻微的磨粒磨损;激光熔凝试样在Hank’s溶液中的腐蚀电位为-1.030 V vs.SCE、腐蚀电流密度为37.4μA/cm2、腐蚀速率为498.0μm/a,相对于铸态试样具有更正的腐蚀电位、更低的腐蚀电流密度和腐蚀速率。激光熔凝试样在Hank’s溶液中浸泡30和90 d后的降解速率分别为39.2和28.7μm/a,较铸态试样分别降低了9.4%和3.7%,表现出更优异的耐腐蚀性能。

摘要： 采用光纤激光对Cr5钢支承辊表面进行激光熔凝强化处理,通过组织、显微硬度和耐磨性能分析,研究激光功率和扫描速度对单道熔凝层,以及激光功率和扫描间距对多道熔凝层的影响规律.结果表明,激光熔凝处理显著改善了Cr5钢支承辊的表面性能,单道熔凝层显微硬度可达800HV;多道熔凝的后道激光处理对前道熔凝层存在回火作用,但熔凝层仍具有良好的热稳定性,熔凝层平均硬度约为600～700HV,熔凝试样的磨损量比未经处理的基体减小约10倍,熔凝层耐磨性能明显提升.在本实验条件下,激光功率1.4 kW、扫描速度0.48?m/min、扫描间距2.2?mm时,可较好地兼顾生产效率及Cr5钢激光熔凝层的耐磨性能.

摘要： VW63Z稀土镁合金铸件表面微观缺陷经过荧光检测的结果表现为"条状荧光"现象,当该缺陷出现在铸件非加工面时,由于无法经过机械加工去除将直接导致铸件报废.本文探究了铸件表面缺陷的微观组织及其形成机理,结果表明微观缺陷主要成分为稀土氧化物的双层氧化膜,其中部分存在夹杂物;金属液汇流导致表面微观缺陷更易形成.应用激光熔凝技术对铸件表面微观缺陷进行处理,当平顶激光束输出功率为800 W时,重熔层组织呈树枝晶形貌特征,晶粒细小并与基体结合良好,重熔层深度约为915 μm,控制铸件热影响范围的同时基本可以修复铸件表面缺陷,原缺陷位置荧光检测未见条纹状缺陷.

摘要： 目的为实现WC-Ni-Co硬质合金的表面疲劳裂纹缺陷修复,研究不同预热温度对合金表面激光熔凝层组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响规律。方法采用4 kW光纤激光器制备了不同预热温度的WC-Ni-Co硬质合金熔凝层,用着色探伤剂检测表面裂纹,用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察熔凝层的显微组织,用能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测定熔凝层的元素分布和相组成,用显微硬度计和磨损试验机测定熔凝层的硬度和耐磨性能,并观察了熔凝层的磨损形貌,分析熔凝层的磨损机理。结果熔凝层包含原始WC相、α-Co基体相、共晶鱼骨状碳化物、弥散分布的细小二次碳化物等组织,与基材WC颗粒的不规则形状相比,经熔凝后WC颗粒发生了明显的长大和界面平直化,且共晶鱼骨状碳化物为WC、Cr_(7)C_(3)、CoC_(x)和C_(6)(CoCrNi)_(23)的混合物。熔凝层的范围随着预热温度的升高逐渐增加,最大达866.7μm;当预热温度达到400°C以上时,熔凝后得到的熔凝层没有产生裂纹。熔凝层的平均显微硬度达到934HV_(0.5),远高于基材硬度762HV_(0.5)。预热温度的升高会降低熔凝层的摩擦因数,提高表面的耐磨性。结论当预热温度达到或超过400°C时,熔凝层中的WC颗粒分布较为均匀,无裂纹等缺陷,具有较高的硬度和耐磨性。

摘要： 目的通过激光前处理提高钛合金表面铜沉积层的质量及性能。方法采用振镜激光器在电沉积铜前对钛合金基体表面先进行激光熔凝处理,整个熔凝过程在气氛保护下进行。研究了激光熔凝前处理对沉积层与基体结合力的影响机理,对传统化学前处理与激光熔凝前处理后铜沉积过程中的微观形貌、截面厚度、沉积层结合力和耐腐蚀性能进行了对比分析。结果采用激光熔凝前处理后,钛合金表层组织得到细化并产生大量位错,从而削弱了沉积初期的选择性,表面沉积速率更快,获得的沉积层厚度更大,沉积层孔隙更少、更致密。1 h相同沉积时间下,激光熔凝前处理的沉积层厚度为163.65μm,几乎达到化学前处理得到的沉积层厚度(97.97μm)的两倍,且沉积层表现出与基体更佳的结合力。耐蚀性测试得到化学前处理与激光前处理所得铜沉积层的腐蚀电压分别为‒0.441、‒0.393 V,腐蚀电流密度分别为55.18、5.913μA/cm^(2)。结论激光熔凝前处理提高了钛合金表面铜沉积层的沉积质量及其与基体间的结合力,同时提高了铜沉积层的耐腐蚀性能。

摘要： 目的 研究K4169镍基高温合金表面激光熔凝预处理对铝化物渗层制备温度的影响.方法 先对镍基合金进行表面激光熔凝处理,分析表面熔凝层显微组织变化,再采用包埋渗法制备铝化物渗层,对比研究熔凝处理前后对渗层形成温度的影响.结果 经激光熔凝处理后,合金试样表层晶粒显著细化;预处理后的合金试样表面经900°C保温5 h所制备的渗层,与未处理的经1050°C保温5 h所制备的渗层具有相似的厚度及组织结构特征.结论 激光熔凝预处理可有效降低镍基合金表面铝化物渗层的成形温度,减轻渗层成形时高温长时处理对基体合金力学性能的影响.

摘要： 对曲轴用45钢进行了表面激光熔凝处理,对比分析了45钢基体与激光熔凝层的硬度、摩擦系数和磨损率,并对磨损形貌进行了观察,结果表明:45钢基体的物相为α-Fe、Cr2 C3和Cr23 C6相,激光熔凝层物相为马氏体和C1.36 Fe0.52相,未检出残余奥氏体;激光熔凝层表层硬度最高,随着表层距离的增大,其硬度逐渐减小;随着载荷从100 N增加至250 N,45钢基体和激光熔凝层的摩擦系数都是先减小后增大,磨损率都逐渐升高,相同载荷下激光熔凝层的磨损率低于45钢基体.

摘要： 为了研究旋转磁场对BT20钛合金激光熔池凝固组织的的影响,基于适合的磁流体力学和控制方程,对施加磁场前后激光熔凝过程进行三维动态仿真.研究了磁场对熔池流场、温度梯度及凝固速度的影响,并结合CET转变理论对凝固组织形态进行分析.结果表明:辅助磁场促使熔池内部流动加剧,使得温度梯度大幅降低,尤其在熔池后沿降幅达300％,凝固速度增大,有利于柱状晶向等轴晶转变.试验结果证明了熔池凝同层顶部南等轴晶组织生成,与模拟分析结果吻合较好.

摘要： 为了研究钛合金激光熔凝过程熔池内传热、流动及熔池形貌,采用FLUENT软件建立了考虑熔池自由表面的气液两相流模型,进行了熔池形貌、温度场、速度场的数值模拟,得到了含糊状区熔池的几何形貌,热量在基体中传导过程和熔池内温度分布,以及熔池内熔体的流动方式.结果表明,考虑熔池自由表面后,熔池变浅,熔池自由表面是中心下凹,边缘凸出的圆弧形.液态熔池长度基本等于光斑直径,深度不断增加,稳定在0.46mm附近;在液态熔池后端,存在较大的糊状区,糊状区与液态熔池内熔体的流动共同构成Marangoni流;熔池内最高温度在2300K至2500K之间,最大流动速度在1.0m/s左右.

摘要： 采用XRD、TEM和EPMA方法对脉冲Nd：YAG激光熔凝的Cr12MoV薄板(厚度为0.8mm)模具钢的相和化学成分变化特征进行了研究。rn 结果表明：脉冲Nd：YAG激光熔凝Cr12MoV模具钢前后的相均为α-Fe(M体)、γ-Fe(A体)和(Cr，Fe)7C3，但衍射峰的位置和残余奥氏体的含量不同，其激光熔凝区既存在孪晶马氏体，也存在板条马氏体，而其熔化区的合金元素分布基本均匀，相变区中存在大量Cr、Mo、V的碳化物。

摘要： 开展了AlO/YAG共晶自生复合陶瓷的激光熔凝制备技术的实验研究,研究结果表明:(1)激光扫描速率与功率密度的匹配对激光熔凝实验起着决定性的作用.调整工艺参数,可以获得表面光滑、平整、致密的熔凝层,且无宏观孔隙及裂纹.随扫描速率的增大,熔凝层变薄;(2)激光熔凝AlO/YAG共晶自生复合陶瓷由AlO相和YAG相两相组成,具有典型的快凝层状共晶组织,共晶间距非常细小.

摘要： 风冷柴油发动机中的凸轮轴采用DD-05B型数控多用激光加工机和JL8-3000G横流CO激光器.选择合适的吸光涂料和激光熔凝工艺参数进行表面硬化.达到了技术要求.比原中频感应淬火具有更先进的工艺性和更显著的经济效益.

摘要： 研究了激光熔凝强化对5CrMnMo基材热疲劳性能的影响，实验结果表明激光熔凝强化显著提高了材料抵抗热疲劳裂纹萌生和扩展的能力。

摘要： 对高Mo、W含量的变形Ni基高温合金（GH220）进行激光熔凝处理，可以细化晶粒并消除在渗Al层下面容易析出的针状μ相。激光溶凝明显细化组织，使成分均匀分布，从而显著地改善纯Ni及GH220合金的抗腐蚀性能。（本刊录）

摘要： 本文釆用激光快速熔凝方法,研究单晶镍基高温合金快速凝固微观组织.结果表明,半园柱体形熔池(熔条)的树枝晶花样以中轴线呈对称分布.熔凝区的凝固形态由准平面凝固、胞状凝固、胞―枝状树枝晶和细密树枝晶组成,枝晶间距随冷却速度增加而减少.在准平面和胞状凝固区,合金的微观相是由γ-Ni固溶体及其析出的约20nm的弥散γ′相组成,在胞-枝状晶和树枝晶凝固区,除弥散γ′相外,在枝晶间出现一种有较高Ti含量的叶状小尺寸共晶.在过度区,基材γ′相尚未完全熔化,在随即的快冷中又在其周围区域析出约10nm数量级的弥散γ′相.

摘要： 本文釆用激光快速熔凝方法,研究单晶镍基高温合金快速凝固微观组织.结果表明,半园柱体形熔池(熔条)的树枝晶花样以中轴线呈对称分布.熔凝区的凝固形态由准平面凝固、胞状凝固、胞―枝状树枝晶和细密树枝晶组成,枝晶间距随冷却速度增加而减少.在准平面和胞状凝固区,合金的微观相是由γ-Ni固溶体及其析出的约20nm的弥散γ′相组成,在胞-枝状晶和树枝晶凝固区,除弥散γ′相外,在枝晶间出现一种有较高Ti含量的叶状小尺寸共晶.在过度区,基材γ′相尚未完全熔化,在随即的快冷中又在其周围区域析出约10nm数量级的弥散γ′相.

摘要： 本文釆用激光快速熔凝方法,研究单晶镍基高温合金快速凝固微观组织.结果表明,半园柱体形熔池(熔条)的树枝晶花样以中轴线呈对称分布.熔凝区的凝固形态由准平面凝固、胞状凝固、胞―枝状树枝晶和细密树枝晶组成,枝晶间距随冷却速度增加而减少.在准平面和胞状凝固区,合金的微观相是由γ-Ni固溶体及其析出的约20nm的弥散γ′相组成,在胞-枝状晶和树枝晶凝固区,除弥散γ′相外,在枝晶间出现一种有较高Ti含量的叶状小尺寸共晶.在过度区,基材γ′相尚未完全熔化,在随即的快冷中又在其周围区域析出约10nm数量级的弥散γ′相.

摘要： 本发明属于增材制造技术领域，涉及一种利用超高频振动激光束调控金属粉末熔凝过程的方法，在激光选区熔化增材制造系统中搭建高频振动激光束光路系统来产生超高频振动的激光束，通过改变激光束作用在金属粉末的移动方式，对激光熔化形成的瞬态熔池产生强烈而迅速的搅拌作用，从而实现对金属粉末熔凝过程的调控。本发明利用高频扭转振镜改变激光作用方式，调控金属粉末熔凝过程，使得激光熔化形成的瞬态熔池产生强烈而迅速的搅拌作用，可防止熔池表面局部温度过高、抑制汽化，实现熔池内气泡的排出，解决了成型件致密度低、翘曲分层等问题。同时，对熔池的快速搅拌也可使复合材料均匀分散从而获得高致密度的复合材料成型件。

摘要： 本发明公开了一种具备限位调节功能的轧辊激光熔凝加工设备，其包括加工模块，所述加工模块包括有卡盘、驱动齿轮箱、第一撑杆和放置框，所述卡盘设置在驱动齿轮箱的输出端，所述第一撑杆的一端与放置框固定连接；以及，激光熔凝模块，所述激光熔凝模块与加工模块活动连接；以及，限位模块，所述限位模块设置在放置框内壁，所述限位模块包括有限位组件、支撑组件和卡紧组件。本发明通过限位模块对不同规格的轧辊端面进行限位，通过其内部的弹簧顶出使导轮与轧辊的端面完全贴合，通过锁紧模块配合定位模块对锁紧模块进行定位卡紧，使其保持对轧辊的限位，确保轧辊在加工过程中转动的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种超声能场辅助激光快速熔凝制备金属表面微阵列的装置及方法，所述的装置主要包括激光成形设备和声表面波工作台；本发明装置在激光熔凝的过程中对加热的熔体施加声场，通过调节超声信号发生器额功率发生器改变超声表面波的幅值、频率和相位，使其产生所需的稳定微阵列结构后，移除激光热源让其自然冷却凝固成形；本发明实现了利用声表面波在激光熔凝过程中快速成型制备表面微阵列结构，制造工艺简单，操作方便，生产效率高。

摘要： 本发明公开了一种具备限位调节功能的轧辊激光熔凝加工设备，其包括加工模块，所述加工模块包括有卡盘、驱动齿轮箱、第一撑杆和放置框，所述卡盘设置在驱动齿轮箱的输出端，所述第一撑杆的一端与放置框固定连接；以及，激光熔凝模块，所述激光熔凝模块与加工模块活动连接；以及，限位模块，所述限位模块设置在放置框内壁，所述限位模块包括有限位组件、支撑组件和卡紧组件。本发明通过限位模块对不同规格的轧辊端面进行限位，通过其内部的弹簧顶出使导轮与轧辊的端面完全贴合，通过锁紧模块配合定位模块对锁紧模块进行定位卡紧，使其保持对轧辊的限位，确保轧辊在加工过程中转动的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种利于提高合金耐磨性能的激光熔凝工艺，对镁合金表面进行激光熔凝处理用于提高耐磨性，设计激光熔凝处理参数为：激光功率110W‑160W，激光扫描速度1mm/s‑3mm/s，频率10Hz‑60Hz，光斑直径100μm‑3mm，脉宽5ms‑10ms，能量密度36.67J/mm2‑160J/mm2。本申请改善镁合金的抗磨性能，适用在镁合金薄构件中应用。

摘要： 本发明公开了一种可调节使用的激光熔凝加工辅具，其包括主动模块，所述主动模块包括驱动组件和啮合挤压组件，所述驱动组件和啮合挤压组件活动连接；以及，从动模块，所述从动模块包括从动组件和液压组件，所述从动组件和液压组件活动连接；以及，锁紧模块，所述锁紧模块包括顶升组件、锁止组件、解除组件和回位组件。本发明通过主动模块对工件进行夹紧固定，通过从动模块进行辅助夹紧，并通过夹紧过程中受到的相互作用力驱动液压油至锁紧模块处，通过联动对主动模块进行限位，使固定状态保持稳定，通过设置多组挤压杆进行灵活卡紧，可针对不同形状的工件进行卡紧，使不规则工件在夹紧过程中多点受力，夹持更加稳定。

摘要： 一种利用激光熔凝修复不锈钢车体侧墙的工艺方法，涉及城市轨道交通装备领域，解决在实际生产过程中，由于装夹不严和不锈钢板局部变形等原因，使得激光搭接焊上下两板间不可避免地出现装配间隙，装配间隙过大会使得焊缝表面出现下凹缺陷，严重影响侧墙的结构强度等问题，本发明中，采用优化的参数进行激光焊接，然后以焊缝截面形貌与拉剪力作为焊缝质量评价标准，筛选出用于激光修复的缺陷试样；确定激光修复焊接参数，对筛选出的缺陷试样进行激光修复焊接；通过对比激光修复前后焊缝的微观组织与力学性能，获得修复后的焊缝。本发明在修复的过程时，不需要重新装夹，也不添加粉末或焊丝，只在原工位重新对中激光轴心，调节激光参数即可实现修补。

摘要： 本发明提供了一种金属表面先削峰后填谷的蒸发‑熔凝复合激光抛光方法，引入纳秒脉冲激光对大粗糙度表面进行削峰处理，再利用连续激光熔凝填充谷底的方式来对大粗糙度表面进行复合激光抛光，以防止微裂纹的产生；由于纳秒激光的脉宽极短，故多次扫描不会造成严重的热影响，作用后表面光亮、微观表面高峰被削低，接着再用连续激光熔凝，使材料熔化流动填充谷底，最终得到平整又光亮的无微观热裂纹的抛光表面，本发明抛光效率高，环境友好。

摘要： 本发明公开了基于激光熔凝技术的高铁齿轮制备控制系统，包括主控制装置、激光熔凝器、激光清洗器、加工线输送装置、铸件定位装置、高速摄像装置、数据存储装置和数据显示装置。本发明中高速列车齿轮铸件的合格率已经得到明显提升，并且可以完全脱离人工督查；一方面通过实时定位信息与标准定位信息的识别判断，可有效进行自动化定位控制，另一方面通过配置第一智能定位识别判断单元和第二智能定位识别判断单元的双重智能定位识别判断，当第一次出现实时定位信息与标准定位信息不匹配时，启动第二次智能定位识别判断，当且仅当两个独立单元均出现实时定位信息与标准定位信息不匹配时，才判定异常；极大程度上降低了误判。

摘要： 本实用新型公开了一种真空激光熔凝强化装置，包括机架和激光照射头，所述机架上设有用于固定芯棒并驱动其转动的夹持模块，机架的顶面上开设有升降槽，升降槽内滑动设置有升降座，机架上安装有用于驱动升降座竖直移动的驱动模块，升降座上滑动设置有冷却座并安装有用于驱动冷却座水平移动的第一线性模组，冷却座的顶端开设有用于容纳芯棒穿过的U形槽，U形槽内安装有制冷片，机架上设有龙门架，激光照射头滑动设置于龙门架上，龙门架上安装有用于驱动激光照射头水平移动的第二线性模组。本实用新型结构紧凑且操作便利，提高了熔层的冷却速度，从而利于提高加工效率。