高能束表面處理之銅合金表面激光原位制備梯度涂層(編輯修改稿)
2025-05-27 18:18 本頁面
【文章內容簡介】 稀釋作用大 組織均勻致密 與基體結合良好 熔池平坦 能量不足 試樣序號 離焦量L/ (mm) 光斑直徑D/ (mm) 電流 I /(A) 功率 P /(W) 掃描速度V/ (mm/s) 能量密度 E /(J/mm2) a 6 175 50 b 6 200 50 c 6 225 50 表 電流強度 I的優(yōu)化 0 25 50 75 100 125 150050100150200250300350400 17 5 A 20 0 A 22 5 A Macrohardness/HVD i st a n ce / ? m圖 不同電流制備的單道熔覆涂層橫截面的顯微硬度變化曲線 圖 不同電流強度下制備的單道熔覆涂層橫截面金相組織形貌 (a) 175A, (b) 200A, (c) 225A (a) (b) (c) 試樣序號 離焦量L/ (mm) 光斑直徑D/ (mm) 電流 I /(A) 功率 P /(W) 掃描速度V/ (mm/s) 能量密度 E /(J/mm2) a 6 200 50 b 6 200 50 c 6 200 50 d 6 200 50 e 6 200 50 表 掃描速度 V的優(yōu)化 (a) (b) (c) (d) (e) 圖 不同掃描速度制備的單道熔覆涂層橫截面組織形貌 (a) 。 (b) 。 (c) 。 (d) 。 (e) 圖 不同電流制備的單道熔覆涂層橫截面的顯微硬度 曲線 0 20 40 60 80 100 120 140050100150200250300350400D ist a n ce /μ mMacrohardness/HV 1 . 5 mm/s 2 . 0 mm/s 2 . 5 mm/s 3 . 0 mm/s 3 . 5 mm/s工藝 參數(shù) 脈沖頻率 /(Hz) 脈寬 /(ms) 離焦量 /(mm) 光斑直徑 /(mm) 電流 /(A) 功率 /(W) 掃描速度 /(mm/s) 能量密度 /(J/mm2) 數(shù)值 15 3 6 200 50 表 優(yōu)化后的脈沖激光單道熔覆各工藝參數(shù) ? 整個涂層組織致密完整，未見有任何明顯的裂紋和氣孔等缺陷，并與 Cu基體結合緊密； ? 涂層的厚度大約在 60μm ~80μm 之間。 多道搭接梯度涂層第一層的制備 圖 多道搭接熔覆涂層的組織形貌 Multitrack coating Cu substrate 圖 多道搭接梯度涂層第一層橫截面 SEM形貌 ② ① Multitrack coating Substrate ? ① 處超細晶和柱狀晶交替層狀分布的組織形貌由于相鄰的脈 沖激光束在單道涂層內搭接形成的； ? ②位置的柱狀晶組織是由于相鄰單道熔覆涂層的搭接造成。 圖 梯度涂層第一層的顯微硬度曲線 (a)及顯微硬度壓痕照片 (b) 0 20 40 60 80 100 12050100150200250 Hardness/HVD i st a n ce / ? m(a) (b) Substrate Coating ? 顯微硬度沿基體至涂層方向逐漸升高； ? 最外層硬度達到了 209HV，涂層的顯微硬度約為基體的 2倍。 圖 梯度涂層第一、二層的顯微組織形貌 Second layer First layer Substrate ? 涂層內部無裂紋、氣孔，與基體結合良好； ? 第二層內部出現(xiàn)了彌散分布的白色析出顆粒。 多道搭接梯度涂層第二層的制備 ? 析出顆粒尺寸細小，直徑大多在 1μm~5μm之間，甚至有亞微米的顆粒； ? 顆粒中 Cr和 C的含量分別為 %和 %，為高硬度的富 Cr復合碳化物析出相 。 (a) (b) 圖 第二層熔覆層中析出相 形貌及 EDS成分分析 圖 、二層涂層中主要元素的線掃描分析 Cu Ni Co Cr C Fe W Cu 圖 二層梯度涂層的 XRD圖譜 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110010000202203000040000500006000070000 Intensity/a,u2 ?? de g1 N i2 C rN i F e C3 N i4(W , M o )4 N i3Al5 F e N i123412341235252多合金相共生結構 圖 梯度涂層第一、二層的顯微硬度曲線 (a)及顯微硬度壓痕照片 (b) 0 20
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