激光功率密度对小模数齿面镍基合金涂层组织的影响规律

发布时间：2025-03-15 08:10

　　 采用连续光纤激光器在小模数齿轮齿面制备1 mm厚的Ni60合金涂层,研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响以及齿面单道激光熔覆在不同激光功率密度下的熔覆层显微组织形貌以及元素成分。实验结果表明:随着激光功率密度的增加,熔覆层内部的柱状晶枝变多,晶间组织的含量越少,熔覆层与基材之间亮白色冶金结合带越发明显,熔覆层表面的均匀性和连续性都有较大提高并且截面形貌发生改变。当激光功率密度为31.8 kW·s·cm^-2时可以看出熔覆层冶金结合带区域与基材之间的孔隙基本消失,熔覆层与基材之间的结合更加牢固,过渡更加自然。通过调整激光工艺参数可以对小模数齿面镍基合金涂层的成形进行有效控制,提高齿面镍基合金涂层的质量。

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【部分图文】：

图1 三轴联动数控激光加工操作系统

本实验所选用的加工设备为三轴联动数控激光加工操作系统,激光器光源为IPG准连续光纤激光器,型号为YLS-250,最大输出功率P=250W,波长为1064nm。如图1所示。1.2实验方法

图2 激光熔覆层的几何形状

熔覆层与基材的结合程度一般可以用稀释率来衡量,稀释率是指在熔覆过程中基材熔化后与熔覆层粉末冶金结合后导致熔覆层组织变化的程度,稀释率作为激光熔覆过程中重要的工艺控制因素将直接影响熔覆层组织的性能,通常可以根据熔覆层的几何尺寸来计算间接测量出稀释率η的大小[7],如图2所示稀释率为

图3 镍基合金涂层稀释率变化曲线图

表4不同功率密度下的镍基合金熔覆涂层的稀释率Tab.4Dilutionratesofnickel-basedalloycladdingcoatingsatdifferentpowerdensities编号激光功率密度/(kW·s·cm-2)熔覆涂层稀释....

图4 不同激光功率密度下齿面单道激光熔覆涂层的稀释率

由图4可以看出,当激光功率密度达到39.7kW·s·cm-2时,此时基材有明显的过度烧蚀情况,在末端和齿顶部存在大量的黑色残渣等氧化物附着在表面,基材齿顶部分发生了明显的形变,这主要是由于激光的功率密度过大使得基材发生了部分塌陷所致。涂层的稀释率达到了40%,这说明了齿面镍基合....

本文编号：4035439