为探究皮秒绿激光修锐青铜基金刚石砂轮的工艺规律与机制,实现青铜基体的选择性定量去除。首先采用10 ps绿激光作用于青铜/金刚石,利用S-on-1损伤测定法标定损伤阈值,确定皮秒激光修锐青铜/金刚石砂轮的最佳工艺参数范围。然后对青铜/金刚石砂轮表面进行修锐,通过激光共聚焦显微镜及其软件表征修锐表面形貌与表面粗糙度,探究激光峰值功率密度、重复频率、扫描次数对修锐效果的影响规律。结果表明,皮秒绿激光对青铜基体的去除机制主要为气化去除,很大程度上避免了金刚石磨粒的碳化,即使在高重复频率下,也无明显的热积累特征。在脉宽为10 ps、重复频率为400 kHz条件下,青铜基体与金刚石磨粒的损伤阈值分别为1.23×10 9 W/cm 2、3.71×10 11 W/cm 2,两者相差两个数量级,青铜基体的选择性微量去除选择范围较宽,可通过调节峰值功率密度有选择性地去除基体,通过调节扫描次数定量去除基体。因此,采用皮秒绿激光可以选择性定量去除青铜基体且较好地保证金刚石磨粒的完整性。

针对新能源车用Cu/Al焊接端子的功能特点, 以Ag为中间层开展铜铝激光熔钎搭接焊工艺研究。通过添加不同厚度的银镀层和银箔, 分析接头抗拉强度、电阻率、显微形貌和组织成分变化。结果表明, Ag中间层添加有利于改善焊缝成型和焊接质量, 接头抗拉强度和电阻率均随Ag中间层厚度的增加先减小后增大; 在添加厚度为20 μm银箔时, 抗拉强度提高了近1/3, 电阻率减小至8.6×10－8/Ω·m。这主要与Ag有效抑制铜铝液相熔合、控制二元脆硬相生成有关。在铜侧边界形成“啮齿状”Al-Al2Cu-Ag2Al三元共晶相, 熔化区以枝晶α-Al为主, 界面层化合物种类少、分布均匀, 内部拉应力产生的裂纹减小, 有利于提高接头强度和降低电阻率。

针对轧机齿面边界润滑磨损失效、堆焊修复性能低的问题, 在齿轮常用钢(20CrNi2Mo)表面激光熔覆制备自润滑耐磨涂层。研究了自润滑耐磨涂层设计可行性、粉末成分对熔覆层摩擦系数、磨损量的影响。在CFT-1型摩擦磨损试验机对熔覆层、基体及堆焊层进行干摩擦滑动磨损试验, 检测摩擦系数及磨损量。结果表明, 各激光熔覆层磨损量均小于堆焊层, 涂层设计可行; MoS2的加入显著提高了涂层耐磨性, 最小磨损涂层C1磨损量为4.38×10-3mm3, 相对耐磨性分别是基体和A2涂层的17.35倍和1.68倍; 添加润滑相MoS2的C1摩擦系数相对纯铁基的A1涂层提升了66.7%。