超硬磨具激光增材制造过程中,金刚石极易受到激光直接辐照和高温熔池的影响,出现石墨化等热损伤现象.选取典型的金刚石磨具用金属结合剂CuSn10粉末,采用粉末床熔融(Powder Bed Fusion-laser Beam,PBF-LB)技术制备CuSn10-金刚石复合材料...超硬磨具激光增材制造过程中,金刚石极易受到激光直接辐照和高温熔池的影响,出现石墨化等热损伤现象.选取典型的金刚石磨具用金属结合剂CuSn10粉末,采用粉末床熔融(Powder Bed Fusion-laser Beam,PBF-LB)技术制备CuSn10-金刚石复合材料;围绕高能激光束和高温熔池两个影响增材制造过程中金刚石颗粒性能的关键因素,以单颗金刚石颗粒为研究对象,通过有限元模拟分析构建金刚石颗粒的温度场模型,反映了金刚石颗粒在PBF-LB中的热演化过程;阐明了PBF-LB过程金刚石的热损伤机制,发现金刚石发生石墨化转变并不是由激光的直接辐照造成的,而是由高温熔池的热影响导致,CuSn10-金刚石复合材料在PBF-LB过程中石墨化的临界温度为1491.6℃.建立了PBF-LB工艺-金刚石颗粒温度-石墨化程度-摩擦磨损性能的定量关系,发现随着金刚石颗粒温度的增加,其石墨化程度增加,严重损害了复合材料的摩擦磨损性能.展开更多
在FeCoCrNiMo0.15高熵合金(high entropy alloy,HEP)粉末中分别添加WC和WC-Co硬质相球粒,然后采用激光熔覆法在304不锈钢基材上制备2种以Fe Co Cr Ni Mo0.15高熵合金为基体的硬质复合涂层WC/HEA和WC-Co/HEA,研究这2种复合涂层的微观组...在FeCoCrNiMo0.15高熵合金(high entropy alloy,HEP)粉末中分别添加WC和WC-Co硬质相球粒,然后采用激光熔覆法在304不锈钢基材上制备2种以Fe Co Cr Ni Mo0.15高熵合金为基体的硬质复合涂层WC/HEA和WC-Co/HEA,研究这2种复合涂层的微观组织、硬度、耐磨与耐蚀性能,并与真空扩散焊制备的Ni60/WC复合涂层性能进行对比。结果表明,WC-Co/HEA涂层中WC颗粒的球形度高,涂层内气孔和裂纹较少,添加Co元素可有效避免激光熔覆过程中WC发生分解。WC/HEA和WC-Co/HEA复合涂层的平均显微硬度(HV)都在800MPa以上,其中WC-Co/HEA涂层的平均显微硬度(882.55MPa)高于WC/HEA涂层的硬度(817.27MPa),且其平均摩擦因数(0.40)略低于WC/HEA涂层(0.46)。与Ni60/WC涂层相比,HEA基涂层对WC的保持性和润湿性更好,能降低涂层与WC之间的界面反应,因此WC-Co/HEA复合涂层的显微硬度、摩擦磨损性能、耐蚀性能均优于Ni60/WC和WC/HEA涂层。展开更多
文摘超硬磨具激光增材制造过程中,金刚石极易受到激光直接辐照和高温熔池的影响,出现石墨化等热损伤现象.选取典型的金刚石磨具用金属结合剂CuSn10粉末,采用粉末床熔融(Powder Bed Fusion-laser Beam,PBF-LB)技术制备CuSn10-金刚石复合材料;围绕高能激光束和高温熔池两个影响增材制造过程中金刚石颗粒性能的关键因素,以单颗金刚石颗粒为研究对象,通过有限元模拟分析构建金刚石颗粒的温度场模型,反映了金刚石颗粒在PBF-LB中的热演化过程;阐明了PBF-LB过程金刚石的热损伤机制,发现金刚石发生石墨化转变并不是由激光的直接辐照造成的,而是由高温熔池的热影响导致,CuSn10-金刚石复合材料在PBF-LB过程中石墨化的临界温度为1491.6℃.建立了PBF-LB工艺-金刚石颗粒温度-石墨化程度-摩擦磨损性能的定量关系,发现随着金刚石颗粒温度的增加,其石墨化程度增加,严重损害了复合材料的摩擦磨损性能.
文摘在FeCoCrNiMo0.15高熵合金(high entropy alloy,HEP)粉末中分别添加WC和WC-Co硬质相球粒,然后采用激光熔覆法在304不锈钢基材上制备2种以Fe Co Cr Ni Mo0.15高熵合金为基体的硬质复合涂层WC/HEA和WC-Co/HEA,研究这2种复合涂层的微观组织、硬度、耐磨与耐蚀性能,并与真空扩散焊制备的Ni60/WC复合涂层性能进行对比。结果表明,WC-Co/HEA涂层中WC颗粒的球形度高,涂层内气孔和裂纹较少,添加Co元素可有效避免激光熔覆过程中WC发生分解。WC/HEA和WC-Co/HEA复合涂层的平均显微硬度(HV)都在800MPa以上,其中WC-Co/HEA涂层的平均显微硬度(882.55MPa)高于WC/HEA涂层的硬度(817.27MPa),且其平均摩擦因数(0.40)略低于WC/HEA涂层(0.46)。与Ni60/WC涂层相比,HEA基涂层对WC的保持性和润湿性更好,能降低涂层与WC之间的界面反应,因此WC-Co/HEA复合涂层的显微硬度、摩擦磨损性能、耐蚀性能均优于Ni60/WC和WC/HEA涂层。
