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目的：提高激光表面淬火中金属对激光的吸收效率。方法在65 Mn钢基体表面分别预涂纯SiO2骨料涂剂(1#)、SiO2/Al2O3质量比为11：3的涂剂(2#)及市购某涂剂(3#),采用横流CO2激光加工机进行表面激光淬火处理。对淬火前后的水温值、改性层深度及宽度进行测试,对表面改性层组织及耐磨、耐蚀性能进行表征。结果淬火后,硬化区组织为针状马氏体+少量残余奥氏体；过渡区组织为半马氏体+珠光体+铁素体。涂1#和2#涂剂的试样水温变化量最大,△t=22.9℃。涂1#涂剂的改性层硬度最大,可达到1171.5HV,并且其耐蚀性能最佳,自腐蚀电流密度为112.2μA/cm2。涂2#涂剂的改性层层深及宽度均最大,分别为1.139,7.2 mm,并且其耐磨性最佳,磨损率为2.108 mg/mm2。结论 SiO2可作为激光表面淬火增吸收涂剂的骨料,加入适量的Al2 O3可提高涂剂对激光的吸收效果。

关键词: 激光技术 , 增吸收涂剂 , SiO2 骨料 , 改性层 , 水温变化 , 组织 , 性能

不同激光参数与真空中铝的冲量耦合

赵学庆 , 刘晶儒 , 姜宗福 , 张建泉

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.02.017

冲量耦合是高功率激光烧蚀材料过程中的一个重要物理现象,成为许多应用研究的物理基础,而激光对材料的冲量耦合大小直接与所采用的激光辐照参数密切相关.在真空中,冲量耦合仅由蒸发波决定,反冲压力存在时间主要取决于激光脉冲维持时间,因而冲量计算须考虑材料的非定常气化过程.利用非定常透明蒸汽模型,研究了真空条件下不同波长和不同脉宽激光与铝靶作用时的冲量耦合系数及随入射激光功率密度的变化关系,计算结果与实验结果符合较好.

关键词: 激光技术 , 激光烧蚀 , 冲量耦合 , 非定常气化 , 激光参数 , 准分子激光 , 激光推进

半导体激光器恒温控制器算法的实验仿真研究

艾淑平 , 田小建 , 张浩然

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2008.04.007

半导体激光器的输出波长随着温度而变化,同时,输出功率也会随着温度和使用时间的变化而发生漂移,因此,半导体激光器的恒温控制是极其必要的.根据半导体激光器的温度控制特点,对PID和Fuzzy控制进行理论分析,将SIMULINK2.1与FuzzyLogicTool-Box有机地结合,实现了模糊自整定PID参数控制系统的计算机仿真设计.仿真结果表明,此种方法简单,易于实现.此系统还可以应用在其他小型的温控系统中.

关键词: 激光技术 , 激光二极管 , 恒温控制器 , 模糊控制 , PID控制 , 自整定PID参数 , 计算机仿真

碳钢轴类零件激光熔覆弯曲的定量实验研究

郑晖 , 韩志仁 , 陈江 , 王国栋

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.03.013

为了得到不同激光熔覆面积下轴弯曲量的变化情况,得到轴类零件激光熔覆弯曲过程的数学模型,得出熔覆面积与轴弯曲程度之间的经验公式,设计了激光熔覆校轴实验.实验在相同熔覆长度和深度下,改变熔覆中心角,即熔覆面积,进行激光熔覆.实验结果表明,在激光熔覆校轴中,轴发生了朝向激光束的弯曲；熔覆层所对中心角小于90(°)时,轴弯曲量与熔覆面积成正比关系,使轴弯曲量达到最大的熔覆层所对中心角为90(°)；同时得到了激光熔覆校轴的数学模型和衡量轴弯曲量的参数,得出轴弯曲量与熔覆面积的经验公式,得出不同位置处轴跳动值的经验公式.通过经验公式计算得出的轴跳动值与实测的轴跳动值拟合良好,最大的误差为0.032 mm,总平均误差为0.001 mm,由此说明抽象出的弯曲数学模型正确,经验公式精度较高.

关键词: 激光技术 , 校轴 , 激光熔覆 , 数学模型 , 经验公式

激光熔覆Ni₆₀Zr₂₀Nb₁₅Al₅非晶合金涂层组织及性能研究

李刚 , 贾孟东 , 况军 , 刘丽 , 侯俊英

腐蚀学报（英文）

依照非晶形成能力的三判据原则及非晶成分团簇线定律法则, 选取在常规非晶合金制备过程中呈现较强非晶形成能力的Ni₆₀Zr₂₀Nb₁₅Al₅合金成分, 研究其在不同激光功率条件下在45^#钢表面得到的熔覆层的微观组织和力学及腐蚀性能. 结果表明: 熔覆涂层由熔覆层、结合区和热影响区组成, 物相包括非晶相及Al₃Zr₅、Al₃Nb₁₁Ni₉、Al₂O₃等晶体相; 当功率为3600 W时, 熔覆层表面硬度高, 达到HK1796.4, 涂层耐蚀性最好, 致钝电流密度和维钝电流密度都达到最小, 分别为3.0669 mA/cm²和0.2556 mA/cm².

关键词: 激光技术 , laser cladding , amorphous alloy coating , microstructure , corrosion

TiAl合金表面涂层技术研究现状

王东生 , 黄因慧 , 田宗军 , 刘志东

材料导报

TiAl合金由于其密度低,比强度和比刚度高,是航空航天工业理想的新型高温结构材料.室温塑性差的问题已通过添加合金元素和显微组织调控等手段基本得到解决,进一步提高其高温抗氧化和耐磨性能已成为需要重点研究的问题.表面涂层技术为这一问题的解决提供了一条有效的途径,为此,综述了国内外TiAl合金表面涂层技术的研究现状,重点介绍了激光技术和热喷涂技术及其应用,并展望了TiAl合金表面涂层技术的发展趋势.

关键词: TiAl合金 , 表面涂层技术 , 激光技术 , 热喷涂技术 , 高温抗氧化性 , 耐磨性

激光熔覆原位TiC/Fe复合涂层增强相形成机制研究

杜宝帅 , 邹增大 , 王新洪 , 张忠文 , 马冬鸿

材料导报

激光熔覆技术在制备原位自生颗粒增强金属基耐磨复合涂层领域具有良好的应用前景.以廉价钛铁和石墨为熔覆粉末,采用横流CO2激光器在低碳钢基体上制备了TiC增强Fe基复合涂层,并对涂层物相组织和TiC增强相的形成机制进行了研究.结果表明,增强相TiC通过原位冶金反应形成,在熔体的冷却过程中析出长大,具有树枝晶和鱼骨状两种形态.树枝晶形态的TiC为熔体先析出相,其生长形态受界面前沿成分过冷和晶体生长习性控制.鱼骨状TiC由δ-Fe和TiC的准共晶反应形成,溶质原子扩散特征和晶面能决定了共晶TiC的最终鱼骨状形貌.均匀弥散分布的TiC增强相有助于提高涂层的耐磨损性能.

关键词: 激光技术 , 激光熔覆 , 原位自生 , TiC , 形成机制

蓝绿光波段激光技术与材料的研究进展

阮永丰 , 许强 , 林林

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2002.03.012

本文结合作者自己的研究工作,综述了蓝绿光波段激光技术与材料的研究进展,从基本原理到实际问题,从历史进程到最新成就,总结了该领域内近20年的主要动态和成果,内容包括倍频技术与倍频晶体、波导倍频技术与材料、上转换技术与材料及半导体激光技术与材料等,文中同时给出了80篇参考文献.

关键词: 蓝绿激光 , 激光技术 , 激光材料 , 进展 , 回顾

激光熔覆FeCr基Ni包B4C复合涂层的组织性能

赵冬梅 , 雷剑波 , 王植 , 孙亚娟 , 方艳 , 王云山

材料热处理学报

利用3 kW高功率半导体激光器,在45钢基体上制备不同含量的FeCr基Ni包B4C复合涂层(10％～50％,质量分数),分别用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及摩擦磨损机对熔覆层的显微组织、成分分布、物相及耐磨性进行研究.结果表明:熔覆层与基体结合区组织为垂直于基体的胞状晶,中部为较粗大的柱状晶,上部为细小无方向的树枝晶;添加量为10％和20％的Ni包B4C时熔覆层的主要物相是αwe、CrB、Cr23 C6、B4C;添加量为30％～ 50％的Ni包B4C时熔覆层的主要物相是α-Fe、CrB、C r23C6、B4C、(Fe,Ni)、Fe23(C,B)6、(Fe,Ni)23C6,同时还发现了未熔的B4C陶瓷颗粒;含量为30％时熔覆层显微硬度最高,可以达到1261HV,约为基体(120 HV)的10倍,耐磨性能是基体45钢的41倍.

关键词: 激光技术 , 激光熔覆 , 镍包碳化硼 , 显微组织