液压元件表面激光熔覆强化

阐述了激光熔覆强化技术的原理及强化机理和国内外发展动态，与传统表面强化方法做了比较，总结了激光熔覆强化的优越性．液压元件关键另件的耐磨要求很高，对这些零件进行激光熔覆强化，将会创造可观的经济效益和社会效益。     

加强激光强化技术的方法

在目前激光材料强化技术的发展阶段中，为强化工艺和提高被强化表面的质量而采用了以下几项先进技术：（1）开发新的吸收层用于提高被强化表面对激光射线的吸收率；（2）研制检测材料吸收率和激光辐射工作区的瞬时温度的新仪器去控制激光强化处理条件；（3）寻找适于激光合金化和熔覆的新材料成分；（4）研究综合工艺。     

高速钢激光相变硬化层组织的X射线分析

本文用X射线衍射法研究了高速钢激光相变硬化层组织,以及激光工艺参数和原始组织对残余奥氏体含量的影响;并对激光相变硬化机理进行了分析。结果表明,激光相变硬化层组织由马氏体、残余奥氏体和合金碳化物组成。随着激光功率增加,扫描速度降低,残余奥氏体含量增加。激光相变硬化的本质仍然是马氏体相变。同时,晶粒细化强化,碳化物弥散强化以及激光淬火前的原始组织中的强化因素的遗传性等多种强化因素对超高硬度的获得也有贡献。     

激光冲击强化技术的理论模型及参数优化研究

为了提高激光冲击强化的效果,研究了一维激光冲击强化理论模型及关键参数的优化方法。根据激光冲击强化技术的原理,建立了一维激光冲击强化理论模型,推导了激光束透射系数的解析表达式。利用Matlab软件得到了约束层的相对介电常数、约束层厚度、等离子体厚度,以及吸收涂层相对介电常数、吸收涂层厚度等关键参数对透射系数的影响曲线,并根据厚度对透射系数的影响曲线来确定约束层、等离子体层和吸收涂层的厚度。研究表明,通过透射系数的影响曲线对关键参数进行优化后,对铝合金板进行激光冲击强化处理,可使铝合金板表面变形深度增加3倍多,从而为激光冲击强化技术中关键参数的选取提供了理论指导。     

激光淬火提高气缸套的耐磨性

介绍了激光淬火提高气缸套耐磨性的国内外研究及应用动态、技术难点、强化机理、激光处理工艺及淬火方式，讨论了激光淬火轨迹和表面预处理对强化效果的影响，总结并分析了不同气缸套及缸体的强化效果。结果表明：在优化的工艺条件下，不仅激光淬火缸体延长了寿命，而且与之匹配的非激光处理活塞环的耐磨性也提高50％左右，缸套与缸体的寿命提高2－3倍。     

激光淬火提高气缸套的耐磨性

介绍了激光淬火提高气缸套耐磨性的国内外研究及应用动态、技术难点、强化机理、激光处理工艺及淬火方式 ,讨论了激光淬火轨迹和表面预处理对强化效果的影响 ,总结并分析了不同气缸套及缸体的强化效果 结果表明 :在优化的工艺条件下 ,不仅激光淬火缸体延长了寿命 ,而且与之匹配的非激光处理活塞环的耐磨性也提高 50 %左右 ,缸套与缸体的寿命提高 2～ 3倍     

提高发动机气缸孔的耐磨性的激光强化新技术

文中介绍了激光淬火提高气缸孔耐磨性的国内外研究及应用动态、技术难点、强化机理、激光处理工艺及淬火方式,讨论了激光淬火轨迹和表面预处理对强化效果的影响,总结并分析了不同缸体的强化效果。结果表明：在优化的工艺条件下,不仅激光淬火缸体的寿命提高2－3倍,而且与匹配的非激光处理活塞环的耐磨性也提高50％左右,机油颗粒排放量降低20％－25％。     

激光冲击强化对熔覆后TC4钛合金性能的提高

对TC4钛合金的熔覆试样进行激光冲击强化试验,比较了激光冲击强化前后试样的显微硬度、表面残余应力、显微组织和疲劳性能.TC4钛合金熔覆后,修复区表面残余拉应力为225 MPa,激光冲击强化消除了熔覆产生的拉应力,产生了449 MPa的残余压应力,在基体残留的压应力高达672 MPa;激光冲击强化后,修复区硬度由强化前的333 HV提高到381 HV.TEM显示:3次冲击后,在TC4材料表面形成了纳米晶层.对强化前后的激光熔覆试样进行高周疲劳试验,结果表明:激光冲击强化提高熔覆后钛合金疲劳强度达15.8%.经分析,冲击后细化晶粒和残余压应力对高周疲劳性能的提高起到了关键作用.     

激光冲击强化对熔覆后TC4钛合金性能的提高

对TC4钛合金的熔覆试样进行激光冲击强化试验,比较了激光冲击强化前后试样的显微硬度、表面残余应力、显微组织和疲劳性能.TC4钛合金熔覆后,修复区表面残余拉应力为225 MPa,激光冲击强化消除了熔覆产生的拉应力,产生了449 MPa的残余压应力,在基体残留的压应力高达672 MPa;激光冲击强化后,修复区硬度由强化前的333 HV提高到381 HV.TEM显示:3次冲击后,在TC4材料表面形成了纳米晶层.对强化前后的激光熔覆试样进行高周疲劳试验,结果表明:激光冲击强化提高熔覆后钛合金疲劳强度达15.8％.经分析,冲击后细化晶粒和残余压应力对高周疲劳性能的提高起到了关键作用.     

激光冲击强化对TC4电子束焊缝机械性能的影响

利用高功率重复率Nd：YAG激光对TC4钛合金电子束焊缝进行了冲击强化处理，研究了激光冲击强化处理过程中改变激光功率密度对电子束焊缝残余应力分布和表面层硬度的影响．试验结果表明，当激光脉冲能量为45．9J时，激光光斑直径Ф9mm，残余应力基本不发生变化，而激光光斑直径小于Ф3mm，焊缝残余应力分布变化显著，并随着激光光斑直径的减小，残余压应力的数值增大更加明显．当激光冲击的功率密度大于18GW／cm^2时，激光冲击强化处理使电子束焊缝区的残余应力改变明显，改善了焊缝残余应力的分布；当激光冲击的功率密度大于12GW／cm^2时，激光冲击强化处理使电子束焊缝区的表面层硬度明显改变，改善了焊缝区域硬度的分布，有利于提高TC4钛合金焊缝区的机械性能．     

提高发动机气缸孔的耐磨性的激光强化新技术

文中介绍了激光淬火提高气缸孔耐磨性的国内外研究及应用动态、技术难点、强化机理、激光处理工艺及淬火方式,讨论了激光淬火轨迹和表面预处理对强化效果的影响,总结并分析了不同缸体的强化效果．结果表明：在优化的工艺条件下,不仅激光淬火缸体的寿命提高２～３倍,而且与匹配的非激光处理活塞环的耐磨性也提高５０％左右,机油颗粒排放量降低２０％～ ２５％．     

激光冲击参数优化及激光光路系统配置研究

采用波长相同但脉冲宽度不同的激光对航空铝合金２０２４Ｔ６２进行了激光冲击强化，分析了激光参数，激光装置的光路系统配置，激光冲击区的表面质量及激光冲击强化效果，采用ＫＤ＾＊Ｐ为调Ｑ晶体，三级放大的光路系统能获得最佳的激光冲击参数；脉冲宽度（ＦＷＨＭ）３０ｎｓ，冲击光斑Φ７－Φ１０ｍｍ，能量１５－２０Ｊ。     

电子微器件微尺度激光喷丸强化实验研究

微尺度激光喷丸是一种灵活、精准的加工工艺,能够广泛应用于微电子设备中的电子微器件中,以改善电子微器件的强度及可靠性要求。为了研究微尺度激光喷丸对电子微器件的强化机制,对电子微器件常用加工材料铜箔进行微尺度激光喷丸强化。微尺度激光喷丸及未喷丸铜箔材料表面轮廓度、变形情况及显微硬度进行对比分析。实验结果表明,激光光斑的搭接率对铜箔微变形深度有一定影响,随着激光光斑能量的增加,铜箔微变形深度逐渐增加,经过微尺度激光喷丸强化的铜箔表面显微硬度得到了显著改善。     

30CrMnSiNi2A高强度钢激光冲击强化试验研究

利用激光冲击强化工艺对30CrMnSiNi2A高强度钢进行1次冲击试验,然后在优选的搭接率下进行了2次重复冲击处理,并对试件表面残余压应力进行了测量和对比.结果显示经激光冲击强化处理后试件表面具有较高的残余压应力,可达-1 250 MPa.最后对高强度钢激光冲击强化处理下的残余压应力影响层进行了预测.     

激光冲击强化对42CrMo钢耐高温腐蚀性能的影响

采用高能量纳秒级脉冲激光,对42CrMo合金钢表面进行激光冲击强化处理,测定42CrMo钢在激光冲击强化后的残余应力、硬度及粗糙度,并对试样进行高温腐蚀试验,利用扫描电子显微镜(SEM)观察试样表面的微观形貌,研究激光冲击强化处理对42CrMo钢耐高温腐蚀性能的影响.结果表明:激光冲击强化后试样表面腐蚀形貌明显比未进行激光冲击处理试样更好.激光冲击强化后42CrMo钢耐高温腐蚀性能得到提升,主要是由于材料表面残余压应力层能够抑制材料表面氧化膜的脱落,提高其耐高温腐蚀性能.与小能量激光冲击相比,大能量冲击可以大幅度提高试样表层的残余压应力值,并提高残余压应力的影响深度.     

激光院“轧辊表面激光强化工艺与装备”项目通过教育部鉴定

8月 1 3日 ,教育部组织有关专家在我校对“轧辊表面激光强化工艺与装备”项目进行了技术鉴定 .该项目由我校激光研究院和涟源钢铁集团公司共同承担 .鉴定委员会听取了课题组的研制报告、技术报告 ,审查了有关技术资料、查新报告、测试报告以及使用报告等文件 ,观看了轧辊表面激光强化处理的现场录像 .鉴定委员会认为 ,该项研究将大功率横流CO2 激光器和新型水基吸光涂料应用于 70Mn2 及 75CrMnMo轧辊表面激光熔凝淬火 ,其整体技术为国内首创 ,并居于国际领先水平 .鉴定委员会一致同意该项目通过鉴定激光院“轧辊表面激光强化工艺与装备”…     

轧辊激光强化技术在水钢的应用

轧辊激光强化是将强激光束照射到轧辊表面，使轧辊产生组织相变硬化或在表面形成超细化、高强韧度、高耐磨的合金层。本文介绍了轧辊的激光强化机理和在水钢轧钢生产应用中所取得的效果。     

多次激光冲击对电子束熔化成形Ti–6Al–4V合金的微观组织及力学性能的影响

激光冲击强化作为一种先进的表面处理技术，利用强激光束产生等离子冲击波，可用来提升增材制造金属构件的力学性能。然而，激光冲击对增材制造金属构件力学性能的影响机制仍不清晰。本文研究了多次激光冲击对电子束增材制造（EBM）Ti–6Al–4V钛合金的微观组织及力学性能的影响。系统地分析了多次激光冲击前后电子束增材制造Ti–6Al–4V钛合金试样的微观组织、表面形貌、残余应力及拉伸性能。通过x射线计算机断层扫描三维成像技术分析了激光冲击前后电子束成形试样的内部孔隙分布。研究结果表明，经过两次激光冲击强化处理，可以降低电子束成形Ti–6Al–4V合金试样内部孔隙，细化表层晶粒；两次激光冲击强化后试样抗拉强度提升了12%。此外，试样表层应力状态发生改变，表层产生的最大残余压应力达到419 MPa，影响层深度达到700 μm。多次激光冲击提升EBM成形钛合金力学性能的强化机制可归结为α相的晶粒细化与较深的残余压应力层的形成。     

激光强化技术在锯片中的应用

本文将激光技术应用于锯片的生产领域,采用激光相变硬化技术强化锯片齿尖,利用激光强化技术对基体显微组织的影响,使锯片基体发生相变,产生残余应力,从而改善锯片的振动特性。     

金属材料表面激光热处理的研究与应用

从激光表面强化，激光熔覆、激光合金化及工程应用等4方面阐述了近年来金属材料表面激光热处理的研究与现状，提出其存在的问题与不足，并对其发展前景作了展望，提出了本课题研究内容及方向。