侵权投诉
当前位置:

OFweek激光网

激光组件与材料

正文

激光表面合金化概述及应用

导读: 激光表面会自化,是激光束与材料表面互相作用,使材料表面发生物理冶金和化学变化,达到表面强化的方法。

  1.概述

  激光表面会自化,是激光束与材料表面互相作用,使材料表面发生物理冶金和化学变化,达到表面强化的方法。该技术的特点是:一能在材料表面进行各种合金元素的合金化,改善材料表面的性能;二能在零件需要强化部部位进行局部处理。所以对节能、节材,提高产品零件的使用寿命具有重大的意义。

  近一二十年来,许多国家和地区投入了大量的人力与物力进行了此项目的研究。在基材方面,除研究了多种黑色金属外,还研究了Al合金、Ti合金、Cu合金、Ni基合金等。添加的合金元素有Ni、Cr、W、Ti、Co、Mn、Mo、B等。研究重点有如下四个方面。

  1)工艺研究。包括工艺方法、合金元素和工艺参数(激光光斑形状与尺寸、功率、扫描速度)的选配等研究工作。

  2)理论分析。激光表面合金化的传热、传热数学模型计算。

  3)合会层的组织与性能研究。重点侧重于耐磨性循研究。有的也进行了耐腐蚀及抗氧化的研究。

  4)应用研究。如在排气阀门、阀座、高速钢刀具及汽车活塞等零件上的应用。

  2.激光表面合金化的强化机制

  1)合金层硬度

  以WC/Co为添加粉末合金化后,主要获得M6C型碳化物,硬度约为1300HV,由于碳化物量很流,呈细网格分布,基体又为马氏体组织,所以表面硬度达1000HV以上。
Cr3C2合金化以后,组织特征为基体上分布分布着网状碳化物,析出的碳化物为M7C3型,这种碳化物硬度高达2100HV,由于合金碳化物在基体中分布较稀。故表层硬度也只有1000HV左右。

  在WC/Co中加入Ni粉以后,合金层中碳化物类型并不发生变化,但基体中出现奥氏体。Ni的加入量越多,奥氏体量越高。硬度也随着下降。激光表面合金化,可以根据合金化成分构控制,得到高硬度的合金层。

  2)激光表商合金化的磨损性能

  静载滑动磨损时,在单束斑扫描条件下,以WC/Co合金化时的耐磨性比45钢(淬火态),提高17倍以上,比Cr3C2/Ni-Cr提高12倍。宽带扫描时,用WC/Co合金化后,耐磨性提高28倍。

  在冲击磨损条件下,合金化后材料的耐磨性也有很大的提高。WC/Co合金层的耐磨性相当于45钢(淬火态)的6倍。在C/Co中加入Ti20%(质量分数,下同)和TiC30%后,耐磨性也分别提高3仿与5倍。

  激光表面合金化的强化机制,是相变硬化、固溶强化和碳化物强化的综合强化结果。WC/Co合金化后基体为马氏体,M6C型碳化物的硬度为1300HV左右,在磨损时,将首先选择性磨损马氏体基体,碳化物渐渐露出磨面,由于碳化物网的支撑作用,所以合金化展表现出极高的耐磨性。

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

OFweek品牌展厅

365天全天候线上展厅

我要展示 >
  • 激光工程
  • 研发工程
  • 光学工程
  • 猎头职位
更多
文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: