【摘 要】
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在WC粒径0.7～0.8 μm、质量分数91.5％～92.0％的Co-WC二元硬质合金上进行了恒定单脉冲能量下,不同填充间距和加工次数的皮秒脉冲激光加工工艺试验研究,发现在小于光斑宽度的填充间隔尺寸范围内,填充间隔增大,加工面呈现表面粗糙度降低的光整加工效果;填充间距减小,激光对材料的蚀除效果增加;加工次数越多,材料去除深度越大;加工次数持续增加,材料表面钝化失活,激光的蚀除作用减弱;通过对激光加工区域的残余应力检测,发现皮秒激光加工对硬质合金表面残余应力影响不明显;对硬质合金钻头副切削刃口进行脉冲激光刃
【机 构】
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上海飞机制造有限公司,上海200120;上海市激光技术研究所,上海200233;上海激光智能制造工程技术研究中心,上海200233;上海市激光技术研究所,上海200233;上海市激光束精细加工重点实验
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在WC粒径0.7～0.8 μm、质量分数91.5％～92.0％的Co-WC二元硬质合金上进行了恒定单脉冲能量下,不同填充间距和加工次数的皮秒脉冲激光加工工艺试验研究,发现在小于光斑宽度的填充间隔尺寸范围内,填充间隔增大,加工面呈现表面粗糙度降低的光整加工效果;填充间距减小,激光对材料的蚀除效果增加;加工次数越多,材料去除深度越大;加工次数持续增加,材料表面钝化失活,激光的蚀除作用减弱;通过对激光加工区域的残余应力检测,发现皮秒激光加工对硬质合金表面残余应力影响不明显;对硬质合金钻头副切削刃口进行脉冲激光刃口修磨,去除了砂轮修磨残留的微观缺口,获得了更好的刃口质量和前刀面表面质量.
其他文献
水平悬垂面是一种特殊的悬垂结构,也是选区激光熔化(SLM)成形技术存在的难题.结合图像处理的方法,研究了不同激光功率下其首层表面轮廓特征的成形特点和成形质量的关系.结果表明:使用“线”形扫描策略,首层表面存在与扫描方向呈一定倾斜角度且不同大小的亮斑和孔隙,并随激光能量的输入而变化;减小激光功率,首层表面孔隙变大,熔道间的结合强度变低;通过“旋转式”重熔的扫描策略可以提高首层表面抵抗外力变形的能力,并有效地避免成形面翘曲变形、塌陷现象发生.
为改善钛合金(TC4)零部件硬度低、耐磨性差等缺陷,利用激光熔覆技术在TC4表面制备碳化硼/钴基合金(B4C/Co-balt-based)复合涂层.通过有限元法对复合涂层的温度场进行数值模拟,结合复合涂层的表面形貌和显微硬度分析,研究激光功率对单道激光熔覆B4C/Cobalt-based复合涂层的影响.结果表明:随着激光功率的升高,熔池峰值温度升高,热影响区增大,熔池深度增加,宽度几乎无变化;当激光功率为1 600 W时,复合涂层的显微硬度达到最高值,为618.7 HV(2N加载力),相较于TC4基底提升
将超高速激光熔覆技术取代电镀铬,可解决电镀铬工艺因重金属铬离子(Cr6+)污染,而被禁止或限制的工业应用问题.金属工件表面镀硬铬,集耐蚀性防护、装饰于一体,有着巨大的应用前景.我国超高速激光熔覆技术的研发,主要侧重点在于设备集成与工艺试验研究,缺少熔覆过程仿真模型.以超高速激光熔覆环形熔覆头为研究对象,利用FLUENT建立了基于非稳态粒子追踪技术的CFD仿真模型,开发了一种针对环形熔覆头激光熔覆粉末的温度场模型.对超高速激光熔覆工艺进行了试验与分析,建立了该过程的理论模型.通过仿真结果发现,超高速激光熔覆
应用光纤激光器在GCr15轴承钢表面激光熔覆制备钴基合金涂层,运用正交试验研究激光功率、扫描速度与送粉率等工艺参数对熔覆层稀释率的影响,通过极差分析确定影响稀释率的关键因素,基于正交试验结果采用RBF神经网络建立激光工艺参数与熔覆层稀释率之间的预测模型,并用测试样本对网络进行检验.结果表明:对稀释率影响最显著的因素为送粉率,由于粉末熔化存在所需能量阈值和“热屏蔽”效应,稀释率并非随着激光功率和送粉率的增大而一直增大或减小,而是存在波动现象;随着扫描速度的增大,稀释率不断变小,稀释率的变化由各熔覆工艺参数交
选区激光熔化成形过程中金属粉末的快速熔化凝固会产生较大的热梯度,温度的动态变化对不同粉末成形零件的微观组织和力学性能产生影响.基于有限元分析软件,采用移动高斯热源(Gauss)加载对选区激光熔化成形过程进行三维瞬态温度场模拟,研究Hastelloy X和Ti6Al4V合金的不同属性与温度变化及凝固冷却规律.同时基于选区激光熔化工艺制备Hastelloy X和Ti6Al4V合金试样,对其微观组织和力学性能进行表征.结果表明:Hastelloy X和Ti6Al4V合金瞬态峰值温度分别达到2 777.37℃、3
提出一种在汽车传动轴材料上进行边快速熔覆边重熔的修复方法,采用316L不锈钢粉末与纳米SiC颗粒的复合材料作为熔覆粉末,通过试验研究了修复层的孔隙率、显微组织、物相、硬度、残余应力以及抗拉强度.结果表明:修复层孔隙率从底部到顶部依次减小,主要由细小的枝晶与胞晶组成,物相成分包含γ-CrFeNi、M7C3、FeSi、SiC等4种,平均显微硬度最高达到577 HV±9.5 HV;熔覆层的每一层均得到了同步重熔,使应力得到大部分释放形成残余压应力,且修复层的平均抗拉强度、弹性模量、伸长率分别达到835.5 MP
粉末输送是影响同轴送粉喷嘴激光熔覆层形貌的主要因素.为了提高喷嘴外流场粉末流的汇聚效果,研究弹性恢复系数对粉末流的影响规律.结合实验室现有的四通道同轴送粉喷嘴建立了三维简化模型,基于气固两相流理论并通过Fluent软件,模拟计算了不同弹性恢复系数条件下的速度场、浓度场、焦距、粉斑尺寸.数值模拟结果表明:载气流量及送粉量一定时,随着弹性恢复系数的增大,粉末流速度略微增大,气流速度变化不明显,汇聚点浓度及焦距减小,粉末流汇聚斑点的尺寸增大.
为了获得3 mm厚304不锈钢激光切割的最佳工艺参数,采用功率为3 kW的激光切割机进行激光切割试验,设计四因素三水平的正交试验方案,研究激光功率、切割速度、氧气气压以及离焦量对激光切割质量的影响.通过极差分析法探究各因素对激光切割质量的权重,然后以正交试验的数据建立BP神经网络预测模型,并运用所建立的BP神经网络和遗传算法相结合的方法寻找出最佳参数组合,综合优化得出激光切割质量的最优工艺参数,即激光功率为750 W,切割速度为2 000 mm/min,氧气气压0.5 MPa,离焦量+2 mm.实测发现优
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钛合金具有优异的综合性能而被广泛应用于航天、航空、化工、海洋等领域.采用激光熔化沉积技术制备TC4钛合金,研究了成形设备最优光粉匹配,建立了基于熔覆层宏观形貌、稀释率、形状系数等约束条件的成形工艺参数优选方法,通过建立熔覆层临界搭接率模型并通过单因素试验,获得了熔覆层搭接率优选范围.采用优选的工艺参数组合进行TC4钛合金成形,并对其组织和性能进行评价.结果表明:TC4钛合金沉积态低倍组织主要由外延生长的粗大β柱状晶和连续晶间α相组成,其晶内组织主要为针状马氏体α\'相,扫描电镜下微观组织内部弥散分布颗