激光处理金属表面陶瓷涂层的研究

采用ＣＯ２激光对低碳钢基体上等离子喷涂的ＺｒＯ２和Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层进行重熔处理，研究激光处理陶瓷涂层的工艺参数，采用金相显微镜和扫描电镜观察激光处理后的陶瓷层的组织结构，特别是对激光处理涂层的裂纹为较为详细的分析与讨论，并在实验中采取添加附加成分等措施，较为有效地消除和减轻了陶瓷涂层内的裂纹。     

连续YAG激光相变硬化三维瞬态温度场数值模拟

采用差分法对连续YAG激光相变硬化三维瞬态温度场进行数值模拟。分析了激光相变硬化过程工件的传热学行为，考虑了工件有限尺寸、激光热流旋加、工件材料热物性参数的温度依赖关系，工件表面辐射及空气对流造成的热损失以及材料固态相变等多方面特点。利用能量平衡法，推导了非均匀空间网格的有限差分方程，用Fortran语言编写了温度场的计算程序。分别计算了一系列工艺参数下42CrMo、60^#碳钢激光相变硬化处理过程的三维瞬态温度场，并预测了激光相变硬化区的半宽度与深度。对42CrMo、60^#碳钢进行激光相变硬化实验，实测了它们在各种工艺参数下处理后相变硬化区的半宽度与深度。计算结果与实验符合较好。     

球墨铸铁曲轴的激光热处理

采用自制的千瓦级曲轴激光热处理设备，对球墨铸铁曲轴进行了激光表面热处理，研究并探讨激光热处理的各种参数及曲轴表面状态对硬化深度、宽度、硬度、耐磨性及微观组织的影响，并给出一组较佳的工艺参数及试验结果。     

激光强化半钢轧辊的实验研究与温度模拟

从实验角度分析了半钢轧辊表面经过激光相变硬化处理后的性能改善情况，着重讨论了改变工艺参数对激光淬火效果的影响。利用数值模拟的分析手段对轧辊在激光辐照之下经历的热循环过程作了详细描述，说明了辊面激光淬火的原理，对光斑附近区域的温度梯度分布作了分析，初步探讨了激光淬火裂纹形成的原因。     

球墨铸铁预处理对表面激光重熔层开裂倾向的影响

对球墨铸铁表面激光重熔过程中的重熔层开裂倾向及影响因素进行了详细的研究,通过对基体分别进行正火、淬火 回火后进行激光表面重熔的对比试验,考察了在相同的激光重熔工艺参数条件下进行表面重熔处理,发现球铁激光重熔处理前的预处理工艺对重熔过程中的重熔层开裂倾向影响很大。试验结果表明,预处理可以改变激光重熔时热影响区的大小、相变产物的显微组织形态,从而导致对重熔层相变应力的分布与大小,进而影响到激光重熔层的开裂倾向。为制定球铁激光重熔预处理的最佳工艺规范提供依据。     

激光局部氮化改善取向硅钢磁畴结构分布

采用激光氮化方法(LN方法)对取向硅钢表面进行局域线状氮化处理,引入气态氮作为合金化元素,研究了激光工艺参数对硅钢表面氮化物形成的影响·对传统观察磁畴的方法进行了改进,研制了一种新型的Fe3O4磁流体,这种磁流体不仅能进行适时观察磁畴结构,而且还实现了带膜磁畴观察·利用XPS方法及Fe3O4磁流体磁畴观测方法对处理后的样品进行了检测及磁畴观察·结果表明:通过控制激光工艺参数可实现取向硅钢的激光氮化,在取向硅钢表面生成了Fe4N和Fe3N两种氮化物;氮化处理后,硅钢片的磁畴结构有所细化,从而可以改善取向硅钢的性能,降低取向硅钢的铁损;氮化样品经600℃,...     

高碳钢表面激光硼合金化工艺与组织

用功率为２．５ｋＷ的ＣＯ２激光器对Ｔ１２ 钢表面进行激光硼合金化处理。通过 各种方法对合金化层的成分、组织与性能的变化规律进行了测试分析．试验结果表 明：激光硼合金工艺参数可以用Ｐ／ｄｖ综合表示；合金化层的深度及硬度随工艺参数 的改变而变化：合金化层是由Ｆｅ２Ｂ，Ｆｅ３（ＣＢ），ＦｅＢ，α－Ｆｅ多相组成，工艺参数 不同，各相的存在方式、相对含量及组织细化程度不同，最高硬度可达 Ｈｖ１７４０。     

激光表面处理灰铁的工艺实验研究

本文探讨了激光表面处理灰铁的工艺。运用1.2kW CO_2激光加工机重熔普通灰铸铁表面并进行合金化处理。结果表明,激光表面处理时白口深度的大小与激光器工艺参数P/(Dv)~2/1成线性关系,且受表面涂料的影响;白口层深度与熔区表面硬度成指数关系,白口深度越大,则硬度值越高。激光表面处理后,试样自表层起可划分为3个区域,即:熔化区,组织为莱氏体;热影响区,组织为针片状马氏体和隐晶马氏体;基体区,组织为珠光体。     

氧化铝激光立体成形过程中熔池气化特性

针对激光辐照条件下熔池难以观测的问题,采用电焊镜片进行滤光处理,研究了氧化铝陶瓷材料激光立体成形过程中熔池特性。通过调节激光功率、扫描速度及送粉速率等工艺参数,研究了熔池特性与工艺参数之间的关系。研究结果表明:在对氧化铝陶瓷材料进行激光立体成形时,熔池内激光光斑处极易出现气化现象。随着激光功率的提高,以及扫描速度和送粉速率的降低,熔池内的气化现象呈现加剧趋势。     

40CrNiMoA激光宽带相变硬化处理

研究了40CrNiMoA钢在激光宽带相变硬化处理各工艺参数对合金显微硬度的影响.实验结果表明:40CrNiMoA激光宽带相变硬化处理搭接量的选择范围为14%~18%,激光宽带相变硬化处理后合金组织明显细化导致表面强化,淬层硬度可达到700HV以上,并且沿激光作用区横向硬度呈明显规律分布;探讨了40CrNiMoA激光宽带相变硬化相应机制.     

工艺参数对45钢激光表面强化组织与性能的影响

通过改变激光功率和扫描速度等参数,研究其对45钢激光表面强化组织与性能的影响。实验结果表明,单道扫描时,当保持扫描速度v为15mm/s时,增加激光功率P,可增加硬化层的深度,最大深度可达1.5mm以上。另外,P/v比值越大,硬化层深度越大;而当P/v比值保持不变时,硬化层深度随着激光功率的增加而增加,其中激光功率从1.2kW到1.8kW时,硬化层深度值增加较快;当激光功率大于1.8kW后,深度值的增长随功率增加变缓;而且硬化层的硬度都达到700HV以上,远高于基体的硬度。在激光多道搭接扫描时,激光能量的再次输入会导致靠近搭接区的前一道硬化层产生回火软化,其硬度接近基体的硬度。     

基于二维温度场理论的激光淬火工艺参数研究

基于激光淬火的二维温度场理论 ,通过对温度场分布公式的拟合简化 ,推导出激光淬火淬硬层理论宽度及深度计算公式 ,讨论了产生最大淬硬层深度和宽度的条件 从理论上说明了激光淬火工艺参数对淬硬层深度和宽度的影响 在对QT80 0 - 2进行的激光淬火实验中 ,淬火硬化层实测宽度和深度的实验值与理论计算值之间的误差大约为 1 0 % ,得到了令人满意的结果     

机床导轨表面激光硬化处理及其耐磨性试验研究

本文利用大功率CO_2激光器对机床滑动导轨表面进行激光相变硬化处理和研究分析;并通过耐磨性试验研究,获得了相应的磨损曲线和寿命指标。同时,本文对这种表面新技术的实际应用进行了工业试验分析。     

光纤激光氮化处理对TC4合金组织和性能的影响

采用高功率光纤激光器在氮气气氛中对TC4钛合金表面进行氮化,制备出渗氮层,并研究了光纤激光功率对TC4钛合金氮化层表面形貌、组织结构以及显微硬度的影响.结果表明:氮化层表面呈现粗糙和光滑两种形貌,氮化层组织为枝晶状组织,热影响区组织为针状组织,当扫描速度为10 mm/s、氮气流量10 L/min、喷嘴距离为3 mm、离焦量为0 mm时,渗氮层的熔深、熔宽均随着激光功率增大而呈现出增大趋势.此外,在距离氮化层表面相同深度的显微硬度随着激光功率增大也呈现出增大趋势.     

W18Cr4V钢激光表面淬火工艺参数的选择

对W18Cr4V钢激光表面淬火工艺参数进行了试验研究．试验结果表明，激光表面淬火工艺参数d＝1．5mm，q=124W／mm2，v＝18mm／s时，激光淬火加热温度处于Ac1～T熔范围之内．可以得到无表面熔化的淬火层，淬火层深度0．25mm，淬火层组织为细针状马氏体＋碳化物＋残余奥氏体，显微硬度HV0.1950～1050     

齿轮激光淬火技术替代常规渗碳工艺

齿轮表面质量的好坏直接影响传动部件的质量和寿命 ,为此需对齿轮表面进行强化处理 ,传统的处理方法如渗碳等存在着诸如变形较大 ,硬化层沿齿廓分布不均等缺陷 ,从而影响齿轮的使用寿命 通过分析可替代常规齿轮渗碳淬火的激光齿面淬火新技术研究的意义及经济价值 ,着重讨论了齿面激光淬火的关键技术———表面预处理涂层与方法、激光扫描方式 比较了激光淬火与渗碳工艺的硬度、硬化层深度及抗点蚀疲劳性能等重要指标 结果表明 :采用激光淬火齿面技术不仅能提高生产率 ,降低成本 ,而且对于某些材料的齿轮完全能代替渗碳淬火工艺     

PEGDA水凝胶的光固化成形工艺及其性能评价

采用光固化成形技术制备三维结构软骨组织工程聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)水凝胶,并对其成形工艺参数进行对比研究.对聚乙二醇(400)双丙烯酸酯(PEG(400)DA)溶液光固化成形单条线及单层面的形貌尺寸进行测量,研究PEG(400) DA体积分数、激光扫描速度以及扫描线间距等参数对测量结果影响.对制备的PEGDA水凝胶成形尺寸、成分、吸水率、压缩弹性模量等进行评价,结果表明:随着曝光量以及φ(PEG(400) DA)的增加,水凝胶单条线的固化厚度与固化宽度均增加;随着激光扫描填充向量间距的增加,水凝胶单层面的固化厚度减小;随着φ(PEG(400) DA)的增加,固化后的水凝胶吸水率降低,压缩弹性模量增大.采用φ( PEG(400) DA)为30％的溶液,激光器功率为0.1W,扫描速度为1 800 mm/s,填充向量间距为0.15 mm,能够制备出定制化膝关节水凝胶软骨支架,其吸水率为191.67％,平均压缩弹性模量为0.75 MPa,满足软骨组织工程的需求.     

U75V 60kg/m重轨欠速冷却后的组织及性能

U75V 60kg/m重轨试样加热至900℃,模拟重轨万能轧制成品道次出口温度;随后,空冷25 s,模拟重轨从成品道次出口至冷床的温降;最后,将试样放入喷风通道对轨头表面和两个侧面进行欠速冷却.通过实验获得了U75V 60kg/m重轨最佳冷却工艺参数:喷嘴离轨头表面距离15mm,喷风压力0.26MPa,喷风时间80 s,风温28℃.在此欠速冷却条件下,轨头硬化层为对称帽形,轨头中心部位硬化层厚度大于24mm;组织为细珠光体,其平均片层间距比冷却前减小约50 nm;在轨头上圆角部位强度大于1 300 MPa,延伸率大于13%,分别比冷却前提高20%和60%以上.     

原始组织对滚珠轴承钢激光相变硬化的影响

本文通过实验研究了分析了调质和球化退火两种不同原始组织的滚珠轴承钢，经激光相变硬化后，其表层硬度，硬化层深度及显微组织的差异，提出了按使用要求选定原始组织的工艺依据。     

Cr-Mo激光合金化对灰铸铁组织及耐磨性的影响

系统地研究了灰铸铁Cr-Mo激光合金化层中合金元素的分布、显微组织和耐磨性。试验结果表明,当激光束功率和预涂层合金成分一定时,合金化层的合金浓度主要决定于激光扫描速度。适中的激光扫描速度(7mm/s)下,合金元素在层内分布较均匀,沿层深浓度梯度平缓,合金化层的组织为极细小均匀的树枝晶;其余扫描速度下,表面Cr-Mo浓度高,沿层深浓度梯度大,表面高合金浓度处组织为白亮层,次层为树枝晶和层片状莱氏体,随层深增加枝晶间距增大。Cr-Mo激光合金化显著提高了灰铸铁的硬度和耐磨性。