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采用流动钻削技术成形的激光熔覆涂层特性研究
摘要： 该论文研究了采用热钻工艺（流动钻孔）形成的材料的选定化学与机械性能以及宏观和微观结构。本研究旨在确定采用粉末激光熔覆技术制备的涂层微观结构。使用1千瓦圆盘激光器在低碳钢上制备涂层，表面改性后实施热钻工艺。所有涂层均采用纯铜粉制备，研究过程中分别采用500、700和900瓦激光功率，对微观结构、化学成分（能谱分析）及显微硬度进行了检测。研究发现：低碳钢表面经改性处理后再进行热钻工艺，会导致孔法兰区域的表面特性发生变化；采用铜粉激光熔覆进行钢表面改性后实施流动钻孔工艺，会引起孔法兰区域显微硬度和化学成分的改变。
关键词： 显微硬度、微观结构、激光熔覆、化学成分、流动钻削技术
更新于2025-09-23 15:21:21
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基板倾斜角度对激光熔覆层形貌的影响
摘要： 激光熔覆技术已日益广泛应用于机械零部件的修复与再制造工艺中。然而当前关于激光熔覆形貌的研究均以基体水平为前提开展，无法直接应用于倾斜基体的激光熔覆场景。本文通过几何参数与熔覆层轮廓研究了倾斜角度对激光熔覆形貌的影响规律，结果表明基体倾斜角主要影响熔覆层宽度、高度、峰值偏移量、上升侧宽度及下降侧宽度等五项几何参数，并据此建立了这些几何参数的理论预测模型。同时，激光熔覆实验轮廓验证了该倾斜基体专用模型预测结果与实验室数据的一致性。这将大幅拓展激光熔覆技术在齿轮等复杂零件上的应用范围。
关键词： 倾斜基板，理论模型，层几何特性，同轴送粉，激光熔覆
更新于2025-09-23 15:21:01
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可持续制造：通过切削能量管理的机加工方法对激光熔覆修复零件进行再轮廓化
摘要： 激光熔覆技术已广泛应用于高附加值零件的修复。然而，较差的表面质量成为制约其广泛应用的关键技术障碍。本文研究了通过机械加工方法实现最小能耗与所需表面粗糙度的再成形策略。首先，通过逐层车削和正交切削探究了激光熔覆工件结构特性对比切削能的影响。结果表明：在固定切削参数下，涂层厚度减小时比切削能增大，且加工颤振/振动加剧，其成因可归结为界面处弹塑性变形行为的影响。随后分析了精车过程中切削深度和进给量对比切削能的影响，结果显示比切削能随切削深度和进给量的增加呈幂函数形式降低。此外，未切屑厚度和切削速度的增加会导致能效下降?；诖搜芯?，推荐采用大进给量、低切削速度并配合修光刃刀片，在满足表面粗糙度要求的前提下实现能耗最小化。
关键词： 能效、可持续制造、比切削能、激光熔覆、表面质量
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过经验-统计分析预测Inconel 718粉末在不可焊基材上的激光熔覆凝固裂纹
摘要： 本文提出了一种基于经验统计的预测方法，用于评估在A-286铁基高温合金上激光熔覆Inconel 718粉末时的凝固裂纹倾向。该方法通过线性回归分析，建立了关键工艺参数（激光功率P、送粉速率F和扫描速度V）与单道熔覆层几何特征之间的经验统计关联。基于这些关联开发了工艺图谱，用于评估几何特征对凝固裂纹的影响及获得无裂纹熔覆层的工艺条件。采用扫描电镜进行显微组织表征，并运用非平衡Scheil凝固模型进行热力学计算。经验统计分析表明：直接影响单道熔覆层高度和角度的工艺参数分别为[参数对应关系未明确显示]；工艺图谱揭示稀释率是控制凝固裂纹的宏观结构主导因素——当基材稀释率低于25%时，熔覆层成分将转变为凝固裂纹敏感性更低的合金区间。文中深入讨论了该宏观结构特征降低熔合区凝固裂纹敏感性的作用机制。
关键词： 热力学模拟，因科镍718合金，加工图，凝固裂纹，激光熔覆，稀释率
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光熔覆非晶态FeSiB涂层在3.5% NaCl溶液中的腐蚀磨损与电化学腐蚀行为
摘要： 采用激光熔覆技术在S355结构钢表面制备了非晶态FeSiB复合涂层。通过磨损试验机和电化学工作站研究了FeSiB涂层在3.5% NaCl溶液中的腐蚀磨损与电化学腐蚀行为。结果表明：硬度为601 HV的FeSiB涂层主要由非晶相及α-Fe(Si)、Fe2B晶体相组成；该涂层在3 N、5 N和7 N载荷下的平均摩擦系数分别为0.888、0.751和0.564（随载荷增大而降低），对应磨损率分别为7.60、8.02和10.04 μm3·N?1·m?1；其腐蚀电位（-0.718 V）较基体（-1.042 V）正移，表明FeSiB涂层的耐蚀性优于基体。
关键词： 电化学腐蚀，非晶态FeSiB复合涂层，摩擦系数（COF），磨损机制，激光熔覆（LC）
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用激光熔覆工艺在Ti-6Al-4V基体上制备SS420微米层的微观结构与磨损行为
摘要： 由于具有优异性能，Ti-6Al-4V是汽车、航空航天、生物医学和海洋领域常用材料。然而，其较差的摩擦学性能限制了应用。本研究采用大功率Yb:YAG圆盘激光器在Ti-6Al-4V基材上熔覆不锈钢420合金粉末，随后评估熔覆表面的新相形成、硬度变化及耐磨性能提升情况，并研究了不同磨损机制及其对应平均粗糙度。结果表明：激光熔覆试样显微硬度达613HV（基材为303HV），其磨损率较未熔覆试样显著降低。主要磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损，熔覆磨损表面的粗糙度低于基材。
关键词： 磨损机制、微观结构、Ti-6Al-4V、粗糙度、激光熔覆、SS420
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过激光熔覆修复摩擦表面
摘要： 该论文研究了用于修复摩擦表面的耐磨涂层激光熔覆技术。文中描述了熔覆工艺过程的参数模式，并展示了磨损测试结果?；贜i-Cr-B-Si与氧化铝体系的耐磨涂层，其耐磨性超过30HGSA钢11.5倍。
关键词： 耐磨涂层、氧化铝、摩擦表面、镍铬硼硅合金、激光熔覆
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光熔覆过程中激光束入射角对熔覆形貌的影响
摘要： 激光熔覆粉末平面与基体平面之间的夹角θ发生变化时，会导致熔覆层几何形貌的改变。为此，我们建立了熔覆层几何形态的定量数值预测模型。该模型综合考虑了θ角变化、激光能量衰减率及粉末颗粒温升等因素，并通过实验验证了仿真结果。研究表明：当θ角处于50°~90°范围、初始温度为298K、扫描速度为3.75mm/s、激光光斑直径为4.5mm时，Fe#1粉末在Q235基体上能获得较佳成形效果。总体而言，随着θ角减小，熔覆层高度降低而宽度增大，但当θ角小于50°时，成形形貌质量显著恶化。实验结果与仿真结果高度吻合，验证了模型的有效性与可靠性。本研究为深入理解激光熔覆形貌与入射角度的关系提供了理论参考。
关键词： 数值模拟，激光熔覆，几何形貌，激光入射角
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于控制光斑尺寸的曲面零件激光熔覆特性
摘要： 本研究提出了一种基于控制激光光斑尺寸的曲面零件激光熔覆方法，并通过微观组织、显微硬度、结合性能及耐磨性分析对所得涂层进行研究。采用非均匀有理B样条曲面（NURBS）重建方法获取激光熔覆工件几何特征，通过建立数学模型将激光束作用于曲面的过程简化为圆柱体与曲率球的相交问题。随后将光斑尺寸转化为圆柱体与球体的相交面积，通过调节激光头使光斑尺寸控制在阈值范围内并获取插值点。这些插值点确保了激光熔覆轨迹的准确性，并通过实验研究涂层性能。结果表明：涂层平均厚度约1.07毫米，厚度波动不超过0.05毫米；渗透探伤显示层内无裂纹或气孔。扫描电镜观察显示晶粒从层底到层顶依次经历平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶的转变。经30次热震试验后，熔覆层仍与基体良好结合，其显微硬度和耐磨性分别是基体的2倍和1.4倍。
关键词： 微观结构、弯曲部件、性能、光斑尺寸、激光熔覆
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光熔覆修复结构的力学响应：微观组织梯度导致的塑性应变局部化
摘要： 激光熔覆是一种增材制造技术，能够通过去除磨损区域并局部重建初始几何形状来修复复杂金属部件。本研究旨在探究Inconel 718修复薄壁件的力学响应。具体而言，我们对试样（其标距段包含基体材料与修复区域的界面）进行了EBSD成像和原位SEM拉伸试验。采用数字图像相关方法观察晶粒尺度的多轴应变模式直至断裂，并将该应变模式与修复引发的组织梯度进行叠加分析。观测结果表明，修复结构中的应变局部化现象主要源于晶粒尺寸效应。
关键词： 扫描电子显微镜拉伸试验、激光熔覆、因科镍718合金、应变局部化、电子背散射衍射、微观组织梯度、数字图像相关技术
更新于2025-09-23 15:19:57