1 新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
2 华北理工大学冶金与能源学院, 河北 唐山 063210
针对综采工作面典型零件防护涂层快速修复和制造的需要,本文以取代传统镀铬工艺为目标,采用高速激光熔覆在45钢表面制备了高质量的铁基合金涂层。采用超景深三维显微系统观察涂层的表面形貌,采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪研究了熔覆层的显微形貌及元素含量变化,采用X射线衍射技术分析了涂层各部分的物相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,最后采用电化学工作站测试了涂层的耐蚀性。结果表明:高速激光熔覆的熔覆效率为0.243 m 2/h;涂层平整均匀,表面粗糙度Ra≈21.38 μm;涂层组织均匀致密,且与基体实现了良好的冶金结合,稀释率约为7.1%;涂层主要由铁素体和奥氏体组成,晶粒细密,平均晶粒直径不超过2.8 μm;涂层表面的显微硬度约为基体的3倍;涂层的自腐蚀电流密度为基体的0.33%,其优异的耐蚀性源于更均匀的成分分布。
激光技术 高速激光熔覆 铁基合金 电镀铬 耐蚀涂层 中国激光
2021, 48(10): 1002122
1 新疆大学 机械工程学院， 乌鲁木齐830047
2 温州大学 机电工程学院， 浙江温州35035
为了减小多晶硅表面入射光的反射率，提高太阳能电池的光电效率，利用紫外纳秒激光器在多晶硅表面制备不同深度、不同间距的微凹坑点阵绒面，研究织构形貌对反射率及光电转换效率的影响。通过激光频率的改变实现微凹坑深度的变化，通过微凹坑排布方式的改变实现微凹坑间距的变化；使用光纤光谱仪测量多晶硅表面反射率并通过激光共聚焦显微镜观察微凹坑形貌；在PC1D软件中建立多晶硅入射光反射模型并模拟不同点阵间距下的多晶硅短路电流和开路电压，计算光电转换效率和填充因子。研究表明，不同频率（300 kHz、200 kHz、150 kHz、50 kHz）和点阵排布方式（300×300、310×310、350×350、400×400）对多晶硅表面的反射率和光电转换效率影响显著，随着频率增大，多晶硅试样反射率先减小后增加最后保持稳定；随着点阵排布密集程度增加，多晶硅试样光电转换效率逐渐提高。实验结果显示当激光频率为150 kHz，点阵分布为400×400时，多晶硅表面微凹坑成型较好，表面平均反射率为3.32%，多晶硅电池的效率为18.80%，相较于未制绒多晶硅电池提高25.9%。
表面织构 脉冲激光 反射率 多晶硅 光生伏特效应 Surface texture Pulsed laser Reflectivity Polysilicon Photovoltaic effect
1 新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
2 华北理工大学冶金与能源学院, 河北 唐山 063210
3 阳江市五金刀剪产业技术研究院, 广东 阳江 529533
4 阳江市高功率激光应用实验室有限公司, 广东 阳江 529533
为了解决不锈钢冷轧辊表层经常出现的疲劳剥落或磨损, 提升不锈钢冷轧辊表层硬度及耐磨性, 在大量实验基础上研究了工艺参数对不锈钢冷轧辊表面激光熔覆层力学性能的影响。采用激光熔覆正交实验对304不锈钢表面进行熔覆, 重点研究了激光功率、扫描速度、送粉速度和搭接率对熔覆层的影响, 取得了304不锈钢表层搭接理想熔覆层的工艺参数, 并对熔覆层的硬度和耐磨性能进行检测。结果表明, 激光功率为1 300 W、扫描速度为11 mm/s、送粉速度为1.4 r/min、搭接率为30%时熔覆层最高硬度高出基材硬度约500.00 HV0.2, 摩擦磨损实验表明熔覆层耐磨性能明显提高, 磨损104次熔覆层失重率仅为0.016 5%。激光熔覆技术在一定范围内可以大幅度提升基材的硬度及耐磨性能, 此实验结果可以为修复不锈钢冷轧辊提供工艺参考。
激光技术 冷轧辊 显微硬度 耐磨 镍基合金 laser technology cold roll microhardnes wear resistance nickel base alloy
新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
多主元高熵合金的发现打破了传统多组元合金中存在复杂金属间化合物的桎梏,利用其特有的高熵效应可以生成简单且综合性能优异的相结构。基于该特性,高熵合金具有优异的力学性能、高温性能和耐腐蚀性能等。介绍了高熵合金的成分调控,综述了激光熔覆技术制备高硬度、热稳定及抗高温氧化、耐腐蚀、耐磨损高熵合金涂层的研究现状,展望了激光熔覆高熵合金涂层的发展前景。
激光技术 激光熔覆 高熵合金 涂层 成分调控 激光与光电子学进展
2019, 56(24): 240003
