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超声辅助激光熔覆TiCN镍基涂层组织及性能研究

南志豪 姚芳萍 李传钰 侯宇杰 李金华

南志豪, 姚芳萍, 李传钰, 侯宇杰, 李金华. 超声辅助激光熔覆TiCN镍基涂层组织及性能研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (10): 17-21. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.10.002
引用本文: 南志豪, 姚芳萍, 李传钰, 侯宇杰, 李金华. 超声辅助激光熔覆TiCN镍基涂层组织及性能研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (10): 17-21. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.10.002
NAN Zhihao, YAO Fangping, LI Chuanyu, HOU Yujie, LI Jinhua. Ultrasonic-assisted laser cladding of TiCN nickel-based coating organization and properties[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (10): 17-21. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.10.002
Citation: NAN Zhihao, YAO Fangping, LI Chuanyu, HOU Yujie, LI Jinhua. Ultrasonic-assisted laser cladding of TiCN nickel-based coating organization and properties[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (10): 17-21. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.10.002

超声辅助激光熔覆TiCN镍基涂层组织及性能研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.10.002
基金项目: 辽宁省教育厅基本科研项目(LZMKZ20220969,LZMKZ20220972);2022辽宁工业大学创新创业项目“失效齿轮模具激光增材修复”(X2022004)
详细信息
    作者简介:

    南志豪,男,2002年生,学士,研究方向为先进制造技术。E-mail:2095730790@qq.com

    通讯作者:

    李传钰,男,1996年生,硕士,研究方向为激光先进制造技术。E-mail:260464840@qq.com

  • 中图分类号: TG174.4

Ultrasonic-assisted laser cladding of TiCN nickel-based coating organization and properties

  • 摘要: 为了探究超声频率对激光熔覆涂层的影响,设置5组对照实验。通过施加超声频率0 kHz、26 kHz、30 kHz、34 kHz和38 kHz辅助制备出TiCN增强镍基涂层,对各涂层宏观形貌、显微组织及耐磨性进行了研究。结果显示:施加超声不会使涂层产生新的物相且在一定程度上促进TiCN增强相的生成;增加超声频率,涂层中气泡数量减少,晶粒更细小紧密,涂层中团聚现象减少;增加超声频率,涂层显微硬度增加,当超声频率为38 kHz时涂层显微硬度最高且变化平稳;对比未施加超声的涂层,施加超声频率38 kHz时的涂层磨损量减少约30%,且主要磨损由粘着磨损转变为轻微犁削。

     

  • 图  1  激光器工作图

    图  2  硬度点示意图

    图  3  摩擦磨损示意图

    图  4  超声施加方式示意图

    图  5  不同超声频率下涂层的XRD

    图  6  涂层宏观形貌

    图  7  涂层显微组织

    图  8  涂层显微硬度

    图  9  有无超声辅助下的单层多道熔覆涂层

    图  10  对比试验涂层的磨损量

    图  11  摩擦磨损形貌图

    表  1  复合粉末的化学成分

    元素CCrSiFeNiBTiN
    质量百分比/(%)3.8512.83.21248.92.5612.873.84
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    表  2  H13钢成分

    元素CSiMnCrMoVPSFe
    质量百分比/(%)0.380.920.2851.20.950.020.03余量
    下载: 导出CSV

    表  3  超声辅助实验表

    实验组激光功率/W扫描速度/(mm/s)送粉电压/V超声频率/kHz
    11 4002120
    21 40021226
    31 40021230
    41 40021234
    51 40021238
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2023-05-06
  • 录用日期:  2023-07-13

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