图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speech激光喷涂颗粒熔化行为及沉积机理研究

编号：386 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-24 15:18:37 浏览：97次收藏取消收藏

2024-05-12 10:35

20min

[E1] 论坛4：热喷涂与冷喷涂技术A [E1-1] 论坛4A上午

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摘要

激光喷涂技术衍生于超高速激光熔覆技术，在喷涂过程中，激光与基体平行，颗粒在激光中加热达到熔化或者半熔化状态，沉积到基体表面形成涂层。本研究采用激光喷涂制备了Ni、316L、TC4等常用金属涂层，结合扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术，研究颗粒的熔化状态、与基体的结合机理以及微观结构的转变，并结合有限元法（FEM）以及射线追踪法（RTM）建立了飞行颗粒的温度预测模型。研究结果表明，飞行颗粒处于半熔化状态（如图1b所示），当颗粒沉积到基体后，颗粒内部原位生成纳米氧化镍，此外，颗粒顶部以及基体表面也出现部分氧化（如图1c所示）；颗粒与基体之间存在冶金结合。模拟结果表明，颗粒的平均温度可通过调节颗粒粒径和飞行速度来调控，而送粉量对颗粒温度的影响较小。在颗粒对激光能量的吸收中，入射光线对颗粒温升起主导作用，但不同位置的颗粒之间会产生一定的遮蔽效应，从而阻碍颗粒对激光能量的吸收。接触角测试表明，涂层的亲/疏水性能可由激光功率以及基体预热温度调整，当激光功率为3000 W，基体无热处理时，接触角达最大值（143.1°），而当激光功率增加到5400 W，基体预热温度到700 ℃时，接触角达最小值（8.4°），接触角大范围的转变是由于颗粒熔化堆叠状态的转变所导致。