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              45鋼表面引入亞微米B4C的激光合金化研究

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              45鋼表面引入亞微米B4C的激光合金化研究

              作者:
              來源:
              發布時間:
              2020/03/17

                一、 研究目的

                采用3kW半導體激光設備,通過添加亞微米B4C陶瓷相進行激光合金化,提高45鋼的表面硬度和耐磨性,具有廣泛的工程意義。

                二、 研究方法

                試驗設備采用武鋼華工激光公司生產的3KW半導體激光器機器人表面處理及再制造系統, 激光熔覆工藝為:激光功率2KW,掃描速度30mm/s,光斑大小3mm,搭接率為50%,陶瓷層的預置厚度100微米。

                利用XJL-03型顯微鏡進行熔覆層組織分析,采用HVS-1000A維氏硬度計測定熔覆層的顯微硬度,測量時載荷0.2kg,加載時間為10s,熔覆層不同深度部位測量5點值進行平均,繪制成橫斷面硬度分布圖。

                三、 試驗結果

                圖1為激光合金化層的橫斷面形貌,強化區由合金化區、淬火區和熱影響區組成。典型金相組織如圖2所示,組織特征為細密枝晶上分布著亞微米的陶瓷相。

                圖1 激光合金化層橫斷面形貌

                圖2 合金化層從表面到基材組織變化

                圖3為合金化層橫向硬度分布,由圖中可以看出,合金化層內的硬度達到HV0.21100,層深約為200微米,由合金化層到基體,組織由全馬氏體過渡到半馬氏體,最后到基體,硬度也呈逐漸下降的趨勢。

                圖3 合金化層橫向硬度分布

                四、 結論

                采用高功率半導體激光器進行激光合金化時,激光與亞微米B4C相具有極高的耦合作用效率,合金化效率高,合金化層均勻,硬度提升到HV0.2 1100,為45鋼耐磨性的提升提供了途徑。~一、 研究目的

                采用3kW半導體激光設備,通過添加亞微米B4C陶瓷相進行激光合金化,提高45鋼的表面硬度和耐磨性,具有廣泛的工程意義。

                二、 研究方法

                試驗設備采用武鋼華工激光公司生產的3KW半導體激光器機器人表面處理及再制造系統, 激光熔覆工藝為:激光功率2KW,掃描速度30mm/s,光斑大小3mm,搭接率為50%,陶瓷層的預置厚度100微米。

                利用XJL-03型顯微鏡進行熔覆層組織分析,采用HVS-1000A維氏硬度計測定熔覆層的顯微硬度,測量時載荷0.2kg,加載時間為10s,熔覆層不同深度部位測量5點值進行平均,繪制成橫斷面硬度分布圖。

                三、 試驗結果

                圖1為激光合金化層的橫斷面形貌,強化區由合金化區、淬火區和熱影響區組成。典型金相組織如圖2所示,組織特征為細密枝晶上分布著亞微米的陶瓷相。

                圖1 激光合金化層橫斷面形貌

                圖2 合金化層從表面到基材組織變化

                圖3為合金化層橫向硬度分布,由圖中可以看出,合金化層內的硬度達到HV0.21100,層深約為200微米,由合金化層到基體,組織由全馬氏體過渡到半馬氏體,最后到基體,硬度也呈逐漸下降的趨勢。

                圖3 合金化層橫向硬度分布

                四、 結論

                采用高功率半導體激光器進行激光合金化時,激光與亞微米B4C相具有極高的耦合作用效率,合金化效率高,合金化層均勻,硬度提升到HV0.2 1100,為45鋼耐磨性的提升提供了途徑。

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