浙江工业大学激光先进制造研究院
- 作品数：135 被引量：343H指数：12
- 相关作者：杨理京李祉宏任方成赵兵刘景松更多>>
- 相关机构：太原科技大学材料科学与工程学院上海交通大学材料科学与工程学院中原工学院机电学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项浙江省公益性技术应用研究计划项目更多>>
- 相关领域：金属学及工艺电子电信一般工业技术航空宇航科学技术更多>>
- 前驱体对激光熔覆复合溶胶凝胶制备陶瓷涂层的影响被引量：3
- 2019年
- 目的研究不同前驱体配比下,激光熔覆复合溶胶凝胶在3Cr13不锈钢表面制备的陶瓷涂层的性能,并对强化机理进行分析。方法通过溶胶凝胶法制备均匀的前驱体,即Ti O2和C(微米石墨和碳纳米管),利用激光熔覆技术,在3Cr13不锈钢基体表面制备出高性能的涂层。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对涂层组织和相成分进行分析,采用维氏硬度计对涂层的硬度进行测试,采用HT-600型高温摩擦磨损试验机测试基体和熔覆层在常温下的磨损性能。结果通过溶胶凝胶法,制备出均匀的Ti O2和C混合粉末。激光熔覆后,在覆层中均匀分布着Ti C和Cr7C3强化相。改变前驱体配比,当C和Ti O2的摩尔比增大时,涂层组织明显细化,且涂层中无气孔,显微硬度也有较大提高。当n(TiO2)∶n(C)=1∶8时,次表面显微硬度达到810HV0.2,涂层硬度从上到下呈现递减的趋势,且涂层的耐磨性最好,为基体的4.5倍。结论增大C和Ti O2两者摩尔比,可以提高熔覆层的显微硬度和耐磨性。在熔池中,Ti C密度较小,涂层中硬质颗粒从上到下依次减少,与之对应,硬度也依次递减。同时,碳纳米管的加入将对涂层起到细晶强化的效果。Ti与碳纳米管和微米石墨结合生成微米级和亚微米级Ti C,提高了形核率,Cr7C3以亚微米级Ti C为非均质核心,形核长大,生成均匀分布的Cr7C3强化相。
- 张群莉张群莉周塘姚建华Volodymyr S.Kovalenko
- 关键词：激光熔覆溶胶凝胶TIC碳纳米管
- 电弧功率对高功率激光-电弧复合焊接熔滴过渡与飞溅的影响
- 2023年
- 对10 mm厚Q345钢进行高功率激光-MAG复合焊接试验,研究电弧功率对焊接过程熔滴过渡行为与飞溅的影响。结果表明:电弧功率会显著影响焊缝形貌与熔滴过渡行为,电弧功率过高或过低均会导致焊缝表面塌陷;当电弧功率为6860 W时,可获得平整光滑的焊缝形貌,且无咬边塌陷等缺陷;随着电弧功率增大,溶滴过渡模式逐渐由含短路过渡的混合过渡模式向单一射流过渡模式转变,前者主要包括大滴过渡、射滴过渡、射流过渡分别与短路过渡组成的混合过渡模式;混合过渡模式下的短路过渡是产生飞溅的主要原因,在单一射流过渡模式下匙孔处的羽辉气流会促进飞溅的产生。
- 郑亚风刘双仁张群莉张群莉张华夏吴让大姚建华
- 关键词：激光技术激光-电弧复合焊接熔滴过渡电弧功率飞溅
- 316L不锈钢激光瞬时退火软化工艺研究被引量：2
- 2019年
- 目的解决冲压中加工硬化导致的高强度低塑性的问题。方法提出以矩形光斑的温控模式激光为热源,对工件进行选区瞬时退火,达到局部软化的目的。通过金相显微分析、显微硬度分析、力学拉伸及断口分析,分别评价激光瞬时退火软化后试样显微组织、显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和断口形貌。结果金相组织显示,不同工艺条件下的晶粒大致呈现变形晶粒、再结晶晶粒、细小晶粒和较大等轴晶4种状态。由显微硬度可知,固溶态母材硬度为173HV0.2,加工硬化后达到341HV0.2。当激光温控温度为1400℃,扫描速度分别为5、10、15 mm/s时,软化处理后硬度分别为164、173、257HV0.2。而扫描速度一定时,激光温控温度越高,软化处理后硬度越低。对试样做室温拉伸试验发现,激光瞬时退火后强度降低,塑性提高。当温控温度为1400℃,扫描速度为5 mm/s时,抗拉强度由加工硬化后的911 MPa下降到591 MPa,接近固溶态母材的570 MPa,断后伸长率由18.2%恢复到54.7%,达到固溶态母材的95.5%。结论激光瞬时退火软化可有效降低加工硬化后的材料强度,提高材料塑性,使其恢复大变形能力。其软化程度随激光温控温度的降低、激光扫描速度的提高而降低,在较优工艺参数下,激光瞬时软化后性能甚至优于母材性能。
- 蒋可静王梁张群莉胡勇姚建华刘蓉
- 关键词：激光热处理
- 激光辐照碳化硅颗粒原位生成碳化硅纳米纤维的条件与特征被引量：1
- 2019年
- 目的通过优化制备碳化硅纳米纤维的工艺及激光工艺参数,获得一种制备碳化硅纳米纤维的新方法。方法利用500 W振镜式光纤激光器,在氩气的保护下,以一定的激光工艺参数辐照预置在镍基板上的纳米碳化硅颗粒,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)分别对所得产物的形貌、元素组成、物相以及微观结构进行分析。结果激光工艺参数对所得产物的形貌以及结构有一定的影响,当激光能量密度在7.71～8.75 kJ/cm2之间时,制备出的碳化硅纳米纤维由多晶和非晶结构组成,其直径范围在5～10 nm之间;当激光能量密度为7.92～8.33 kJ/cm2时,样品中除Si C外,还有少量的C元素。结论激光辐照Ni基板上的碳化硅纳米颗粒,在优化的激光工艺参数下,可以制备出形貌良好的纳米纤维,为制备纳米材料提供了一种新途径。
- 骆芳杜琳琳张群莉叶琛卢献钢姚建华
- 关键词：纳米材料激光辐照晶体结构纳米纤维
- 316L表面激光熔覆复合微弧氧化制备陶瓷涂层被引量：7
- 2019年
- 目的提高316L不锈钢表面的耐蚀性和生物活性。方法首先采用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备钛层,然后对钛层表面进行微弧氧化处理,从而在316L不锈钢表面制备出含有Ca、P元素的多孔状陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、能谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)、X射线衍射仪(X-Ray Diffraction,XRD)分析了钛层厚度对陶瓷涂层的表面显微形貌、元素含量及物相组成的影响。利用电化学实验、浸泡实验分别测试了涂层在1.5倍SBF溶液中的耐蚀性能和生物活性。结果通过激光熔覆复合微弧氧化能够在316L不锈钢表面制备出多孔状陶瓷涂层。随着钛层厚度的增加,微弧氧化原位生成的陶瓷涂层致密度、厚度也增加。当钛层厚度达到0.4 mm时,微弧氧化后得到的陶瓷涂层完整致密,厚度达到20μm。涂层主要由锐钛矿相Ti O2、金红石相Ti O2组成。极化曲线分析可知,腐蚀电位Ecorr为-0.162 V,腐蚀电流密度降至5.11×10-7 A/cm2。陶瓷涂层在1.5倍SBF中浸泡3天后表面即有羟基磷灰石沉积。结论通过激光熔覆复合微弧氧化在316L不锈钢表面制备的陶瓷涂层在模拟体液环境下具有较好的耐蚀性能,同时也具备良好的生物活性。
- 孙敏吴国龙王晔张群莉姚建华Volodymyr S.Kovalenko
- 关键词：激光熔覆微弧氧化生物活性耐蚀性
- 金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响被引量：7
- 2019年
- 目的研究不同金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响。方法利用超音速激光沉积技术制备金刚石/Cu复合涂层。采用扫描电镜和摩擦磨损测试对涂层的显微组织结构和磨损性能进行了分析,用激光闪烁法测量复合涂层的热导率。结果金刚石均匀分布在复合涂层中,原始粉末中金刚石体积分数从30%增加到50%时,复合涂层中金刚石颗粒的面积占比仅从14.01%升至16.79%,远低于金刚石颗粒在原始粉末中的含量。400目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为296 W/(m·K),摩擦系数为0.551;800目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为238 W/(m·K),摩擦系数为0.545。结论原始粉末中金刚石配比的增加并未对复合涂层中金刚石含量的提升有显著作用。金刚石/Cu复合涂层的热导率随着增强相颗粒含量的增加而降低,随着增强相颗粒粒径的增大而提高。不同粒径金刚石颗粒的添加能显著降低Cu涂层的摩擦系数,且小粒径金刚石颗粒的添加使复合涂层的摩擦系数更低和更稳定,从而使其具有更小的磨损量和磨痕宽度,表现出较优的耐磨损性能。
- 吴丽娟汪伟林李波陈智君金琰姚建华
- 关键词：显微组织热导率耐磨性
- 电磁复合场对Ni60合金凝固过程中显微组织和裂纹的影响被引量：11
- 2018年
- 利用电磁复合场协同激光熔覆制备多道Ni60合金熔覆层,运用着色探伤剂、OM、SEM、EDS、XRD与硬度测试等实验手段,对制备的Ni60合金熔覆层进行测试分析。结果表明,施加电磁复合场之前,制备的Ni60合金熔覆层表面出现明显开裂,内部存在大尺寸气孔,表面成形质量差;施加电磁复合场之后,Ni60合金熔覆层表面裂纹得到了抑制,内部气孔消失,且熔覆层表面成形质量也得到了改善。同时,施加电磁复合场后,制备的Ni60合金熔覆层的脆性相(CrB和(Cr, Fe)23C6)颗粒尺寸从4～6 mm降低至2～4 mm,且颗粒偏聚得到降低,并有效地消除了内部裂纹。施加电磁复合场之后,熔覆层内部的脆性相含量、颗粒偏聚、晶格畸变和硬度均减少,降低了裂纹萌生的几率,从而有效地抑制了内部裂纹的形成。
- 林英华袁莹王梁胡勇张群莉姚建华
- 关键词：NI60合金激光熔覆
- 光斑尺寸对42CrMo钢激光深层淬火硬化层几何特征的影响被引量：10
- 2020年
- 目的提高42CrMo钢激光淬火后硬化层的深度和分布均匀性。方法利用COMSOL Multiphysics软件对42CrMo钢激光淬火过程中温度场的演变进行分析,且考虑材料的热物性参数随温度变化。通过设定激光工艺参数模拟试样的温度场分布,利用马氏体转变条件得到硬化层形貌尺寸。参照模拟结果,利用连续输出的光纤耦合半导体激光器对42CrMo钢进行激光淬火实验,用热电偶测温仪对试样测温并与模拟的温度历史曲线进行对比,用光学显微镜对试样横截面处硬化层形貌进行分析,将实验所得硬化层形貌与模拟结果进行比较。并在相同的功率密度下,改变光斑的几何尺寸进行模拟,分析并比较硬化层的几何特征。结果实验所测某点的温度历史曲线与模拟结果一致性较高,硬化层实际形貌与模拟结果基本吻合。在激光功率密度不变时,随着垂直于扫描方向上的光斑宽度增加,硬化层宽度呈正比例增加,硬化层深度则先增后减,距离硬化层中心最深处相同距离点的曲率则逐渐减少。结论通过优化激光淬火工艺参数,控制激光淬火的热传导时间和深度方向的温度梯度分布,可以在表面不熔化的前提下,获得较深的硬化层。光斑尺寸对42CrMo钢激光深层淬火硬化层深度和硬化层均匀性有较大影响,选择较大的光斑宽度可以得到更为均匀的硬化层。
- 张群莉张群莉陈智君姚建华陈智君冯凯姚建华
- 关键词：42CRMO钢马氏体转变
- δ时效处理对激光增材修复Inconel 718合金组织与性能的影响被引量：16
- 2020年
- 采用激光增材修复技术和Inconel 718球形粉末对预制凹槽的Inconel 718合金进行逐层修复,然后在800℃下进行不同时间(4,8,16,32 h)的δ时效处理,研究了时效时间对修复层组织和性能的影响。结果表明:随着时效时间延长,修复层中的Laves相和强化相γ″相逐渐消失,而δ相通过切变的方式在γ″相密排面层错的基础上形核并长大。修复区中的δ相在残余Laves相周围呈细针状析出,并随着时效时间的延长而变大;而母材中的δ相优先在晶界处形核长大,最终在晶粒内以平行式生长。虽然时效处理能够有效提高修复区及母材的显微硬度及抗拉强度,但随着时效时间的持续增加,硬度及力学性能均呈现下降的趋势;修复区及母材的显微硬度在时效4 h时分别达到最高值361 HV和465 HV,之后随着时效时间的延长而逐渐下降;不同时效处理后的修复件的拉伸断裂部位均位于修复区,断口整齐,呈典型的脆性断裂。
- 张杰张杰李栋张群莉姚建华李栋
- 关键词：激光技术INCONEL
- 激光辅助冷喷涂沉积高硬度Ni60颗粒的形变行为
- 激光辅助冷喷涂技术是一种将激光辐照与冷喷涂相结合的新型涂层制备复合工艺，本技术针对传统冷喷涂技术无法沉积高硬度金属材料的问题，把激光辐照技术同步复合冷喷涂过程，利用高能激光对喷涂颗粒和基板进行同步软化，改善材料的力学性能...
- 杨理京姚建华李争显
- 关键词：冷喷涂激光熔覆镍基合金
