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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 灰铸铁激光仿生强化模型与不同刹车片匹配性的关系

    摘要： 当灰铸铁表面经激光照射熔融后重新凝固时，可获得组织和性能均优于基体的材料。在灰铁制动鼓表面，可通过加工使原材料表面形成具有仿生耦合结构——即类似生物体表面不同形状、结构及软硬组织的复合表层，从而大幅提高制动鼓表面的耐磨性与抗疲劳性能。但制动系统摩擦副的相对磨损特性表明，制动系统性能提升源于制动鼓与刹车片的合理匹配。本文研究了三种常用刹车片（半金属、无石棉有机、陶瓷）与不同仿生模型制动鼓试样的磨损关系，确定了三类刹车片与仿生试样间的相互作用机制及失效模式。根据磨损试验结果，分析并确定了刹车片与制动鼓的匹配关系，为仿生制动鼓的应用提供了依据。

    关键词： 仿生模型、刹车片、激光熔覆、表面磨损

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氮化硅激光熔覆对聚乙烯的表面功能化

    摘要： 功能性涂层常被应用于生物材料以改善其性能。本研究中，采用脉冲激光源在氮气环境下对聚乙烯进行了氮化硅（Si3N4）粉末涂层处理。通过拉曼光谱、激光显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDS）等多种分析技术对聚合物的功能化表面进行表征。体外抗菌测试显示，与未涂层聚合物相比，Si3N4涂层显著降低了表皮葡萄球菌的存活数量。体外成骨活性测试采用SaOS-2骨肉瘤细胞进行，结果表明Si3N4涂层能促进羟基磷灰石生成。聚乙烯的氮化硅涂层有望提升骨科植入器械或微创医疗器械的性能表现。

    关键词： 激光熔覆、聚乙烯、抗菌、骨整合、氮化硅

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • TiN-TiB?增强激光熔覆复合材料的非晶/纳米晶化

    摘要： 在Ti-6Al-4V合金基体上预置Stellite6-BN-Cu-Y2O3粉末进行激光熔覆（LC），形成了以块状TiN和针状Ti-B化合物为增强相的复合材料，提高了基体表面的耐磨性。结果表明：该复合材料中生成了大量非晶-纳米晶相；适量的Cu可细化组织并形成大量纳米晶；Stellite6中的Co、Ni和Fe元素有利于非晶相的形成。Y2O3的添加改善了液态金属的流动性，抑制枝晶生长，促使细晶组织形成，从而提升了LC复合材料的性能。

    关键词： 纳米晶体，非晶相，表面改性，激光熔覆

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 加工参数对激光熔覆钛粉显微硬度性能的影响

    摘要： 激光熔覆技术在钢轨维护中已被全球公认为最高效的手段之一。采用钛基纳米复合材料作为熔覆层。实验过程中激光功率参数在1.0千瓦至2.0千瓦间变化，而扫描速度、粉末及气体流量保持恒定。通过Design Expert 11软件环境，采用全因子实验设计对实验结果进行分析。显微硬度测试在500克力载荷下进行，保压时间为15秒，使用20号显微硬度压头（压痕间距保持恒定）。在不同工艺参数变化条件下熔覆了重量基本一致的钛粉。建立了预测性显微硬度方程，其项次呈正交形式的截距分布。模型各项均呈现显著相关性且逻辑关系合理。研究发现随着激光功率提升，显微硬度值相应增加。

    关键词： 显微硬度、析因实验、钢轨、激光熔覆、纳米复合材料

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 低温回火对激光熔覆AISI 420马氏体不锈钢涂层组织与性能的影响

    摘要： 后处理对提升激光熔覆马氏体不锈钢涂层的综合性能至关重要。本研究首次对激光熔覆的AISI 420马氏体不锈钢涂层进行了低温回火处理（210℃）。通过XRD、SEM、TEM、显微硬度计、万能材料试验机和电化学工作站，系统研究了回火前后试样的微观组织与性能。结果表明：熔覆态AISI 420不锈钢涂层主要由马氏体、奥氏体、Fe3C和M23C6碳化物组成?；鼗鸷笸坎阆嘧槌杀３植槐?，但马氏体分解为更细小的回火马氏体，并析出大量纳米级Fe3C碳化物及逆转变奥氏体。回火后显微硬度和抗拉强度略有下降，但延伸率显著提高，断口形貌相应呈现从脆性断裂向韧性断裂的转变。回火涂层展现出优异的力学性能与耐蚀性组合。本研究可为工业应用中提升激光沉积铁基涂层的整体性能提供潜在策略。

    关键词： 微观结构、激光熔覆、低温回火、性能、不锈钢涂层

    更新于2025-09-22 12:24:04

  • Al2O3添加对激光合成Ti-6Al-4V基Ti-Al2O3涂层硬度及体外腐蚀行为的影响

    摘要： 钛合金（Ti-6Al-4V）因其良好的化学和力学性能被广泛用于医疗植入物。然而，该合金在人体环境中耐腐蚀性较低，易释放有毒的钒和铝元素。本研究通过激光熔覆工艺制备了不同氧化铝含量（5wt.%、8wt.%和10wt.%）的Ti-Al2O3涂层，旨在提升Ti-6Al-4V合金的硬度和耐腐蚀性。实验采用900W激光功率、0.6m/min扫描速度及2l/min送粉速率。通过扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OPM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计和电化学工作站分别表征涂层的微观结构、相组成、显微硬度及耐蚀性能。结果表明：低氧化铝含量的涂层可实现无缺陷制备；随着氧化铝含量增加，涂层硬度显著提升，其中Ti-10wt.%Al2O3涂层硬度达到基体的约2.2倍。此外，多种Ti-Al2O3复合涂层的激光熔覆使Ti-6Al-4V合金耐腐蚀性大幅提高——Ti-5wt.%Al2O3涂层因孔隙率最低，较基体实现了约81%的腐蚀速率降低和709%的极化电阻提升。证实通过激光熔覆技术在Ti6Al4V表面制备Ti-Al2O3涂层可有效改善其表面硬度和耐腐蚀性能。

    关键词： Ti-Al2O3涂层、腐蚀行为、激光熔覆、硬度性能、Ti-6Al-4V合金

    更新于2025-09-23 19:12:28

  • 钛合金激光熔覆分析

    摘要： 本研究以优化工艺参数（特别是扫描速度）为目标，对5级钛合金Ti6Al4V的激光熔覆工艺进行了研究。扫描速度以0.5m/min为增量从0.5m/min调整至3.5m/min，其余参数保持恒定。随后通过几何分析、孔隙率分析、光学显微镜与扫描电镜显微分析、原子力显微镜分析、维氏显微硬度测试及腐蚀试验，全面评估熔覆层质量并优化工艺。综合验证结果表明：1.5m/min的扫描速度能获得综合性能最佳的熔覆层——在保持较高质量水平的同时实现最高效率，因此推荐作为典型熔覆工艺参数。

    关键词： 钛，激光金属沉积，激光熔覆，扫描速度

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过激光熔覆提高木工工具的操作稳定性

    摘要： 该论文描述了木工工具激光熔覆技术，该技术能使工具操作稳定性提高至少两倍。通过使表面碳饱和度达到1.8-2.0%，并在结构成分表面形成马氏体和残余奥氏体，提高了工具的耐磨性。文中给出了处理后工具耐磨性的测试结果及耐久周期的测定数据，并提供了针对所研究工具钢牌号的激光熔覆工艺参数。

    关键词： 耐磨性、木工工具、激光熔覆、硬化、工具钢

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 曲面多道激光熔覆中曲线路径成形质量的控制与预测

    摘要： 本研究探究了曲线路径曲面多道激光熔覆中不同工艺参数的影响。通过中心复合设计改变输入激光功率、扫描速度、气体流量和重叠率，建立了熔覆层平整度比、未熔合及气孔面积的数学模型。采用响应面法分析了不同工艺参数与选定响应指标的相关性。适当提高激光功率和气体流量并降低重叠率可获得更高平整度比的熔覆层；适当提高激光功率和重叠率并降低扫描速度与气体流量能有效减少未熔合缺陷；通过适当提高激光功率和重叠率同时降低扫描速度与气体流量可减小熔覆层气孔面积。随后通过以最大化平整度比、最小化未熔合及气孔面积为目标的优化，获得了理想工艺参数组合。采用该参数组合进行实验验证，所得熔覆层质量良好，平整度比、未熔合及气孔面积的误差率分别为1.708%、5.714%和6.522%。本文为曲线路径曲面多道激光熔覆中平整度比、未熔合及气孔面积的预测与控制提供了理论指导。

    关键词： 中心复合设计，响应面法，曲面，激光熔覆

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 汽车发动机用AZ63-Er合金激光熔覆及其性能研究

    摘要： 针对汽车用镁合金耐蚀性差的问题，采用激光熔覆技术在AZ63-Er合金表面制备了Al-TiC和Al-TiC-Y2O3熔覆层，研究了Al:TiC质量比及Y2O3添加量对熔覆层组织、物相组成、硬度和耐蚀性的影响。结果表明：不同质量比的Al-TiC激光熔覆层与AZ63-Er合金基体均形成冶金结合，界面无气孔或裂纹。Al-TiC激光熔覆层主要物相为Ti3AlC、TiC、Mg2Al3、Al3Mg2、Al、Mg、AlMg和Ti6O。Al:TiC质量比为8:1、4:1和2:1的熔覆层硬度分别为基体的2.75倍、3.24倍和3.94倍。Al-TiC熔覆层的耐蚀性优于AZ63-Er合金基体，其中Al:TiC质量比为8:1的熔覆层耐蚀性最佳。添加Y2O3后，Al-TiC-Y2O3熔覆层中形成了Al3Y和Al4MgY相，其硬度显著高于Al-TiC熔覆层。当Y2O3含量为0.6%时，Al-TiC-Y2O3复合熔覆层兼具最优硬度和耐蚀性。

    关键词： 表面改性、激光熔覆、硬度、AZ63-Er合金、耐蚀性

    更新于2025-09-19 17:13:59