激光熔覆提高高锰钢性能

时间:2014-10-24 15:07来源:互联网作者:yeyan 点击:
------分隔线----------------------------

摘要:激光熔覆亦称激光包覆或激光熔敷,是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。

关键字:激光熔覆,激光包覆,激光熔敷

  激光熔覆亦称激光包覆或激光熔敷,是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。
 
  激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低,与基体成冶金结合的表面涂层,显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法,从而达到表面改性或修复的目的,既满足了对材料表面特定性能的要求,又节约了大量的贵重元素。
 
  高锰钢是世界各国通用的一种耐磨钢,1882年第一次获得奥氏体组织的高锰钢,1883年英国人哈德菲尔德(R.A.Hadfield)取得了高锰钢专利。这种奥氏体钢具有加工硬化性质,在冲击或重力挤压下,其表层发生加工硬化现象,硬度可达450~550HBW。这种高硬度的表层使铸件具有良好的耐磨性,而铸件内部由于没有经过加工硬化,仍保持其原有的硬度和韧性。当铸件表面的工作层被磨掉一层后,显露出来的一层又被加工硬化,而同样获得了高硬度。因此高锰钢适用于在重力冲击或挤压的工作条件下经受摩擦的零件。
 
  高锰钢在强冲击磨料磨损条件下,有优异的抗磨性能,故常用于矿山、建材、火电等机械设备中,制作耐磨件。铁路道岔中高锰钢辙岔铸件就是利用其加工硬化特性制造的。但是高锰钢辙叉在实际运营过程中,往往在受重载车轮强烈冲击、碾压而被加工硬化之前就受到不同程度的磨损,甚至发生龟裂剥落而失效,从而影响其使用寿命。这主要是因为高锰钢辙叉的基体组织为奥氏体,在使用初期表面较软,受到冲击载荷时,金属表面发生塑性变形,工况为低应力条件时,来不及充分加工硬化而使其耐磨性不足,磨损快,使之使用寿命缩短。
 
  激光表面处理技术是在材料表面形成一定厚度的处理层,可以改善材料表面的力学性能、冶金性能和物理性能,从而提高零件、工件的耐磨、耐蚀及耐疲劳等一系列性能。因此,利用表面激光熔覆技术对高锰钢试样进行不同工艺条件的表面强化处理,测试了表面硬度,并对其进行了分析。
 
  实验所用基体材料为高锰钢ZGMn13,其化学成分(质量分数,%)为:1.1C,0.6Si,13.5Mn,≤0.05P,≤0.03S,余为Fe。将基体材料切割成Φ10mm×20mm的圆柱形试样,将待熔覆面用水砂纸磨平,用超声清洗器清洗干净,供激光熔覆使用。熔覆材料分别选择了Ni60、Ni60+10%SiC、Ni60+15%SiC、Ni60+20%SiC、纳米碳化物陶瓷等几种。
 
  经过表面激光熔覆处理的高锰钢,表面硬度提高到基体的3~4倍;耐磨性大幅度提高,单位时间的磨损量仅为未处理试件的12%。熔覆层的组织与基体组织存在明显的差异,熔覆层组织以枝状晶为主;在熔覆层内,可以观察到位错及细小析出相的存在;熔覆层与基体的过渡区内存在局域非晶。
 
【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------

凡光粒网注明"来源:光粒网"或"来源:www.diodelaser.com.cn"的作品,包括但不限于本网刊载的所有与光粒网栏目内容相关的文字、图片、图表、视频等网上内容,版权属于光粒网和/或相关权利人所有,任何媒体、网站或个人未经光粒网书面授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品;已经书面授权的,应在授权范围内使用,并注明"来源:光粒网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

【免责申明】本文仅代表作者个人观点,与光粒网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

在线投稿有投稿需求的公司企业请直接在线申请,其他项目合作联系 QQ:1965483967 QQ:2644977628 → 在线申请投稿 >
Copyright  ©  2010-2018 diodelaser.com.cn Inc. All rights reserved.光粒网 版权所有
鄂ICP备11013139号-2

鄂公网安备 42018502002510号