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张群莉,王梁,梅雪松,姚建华
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 71-77 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.010
激光表面改性技术利用高能量密度的激光束对零部件局部易损易耗区域进行快速处理,获得材料表面所需性能,进而大幅延长零部件使用寿命,已在航空航天、石油化工、能源、交通、冶金等领域获得应用。本文针对激光冲击强化、激光淬火、激光熔覆3 种典型的激光表面改性技术,梳理了相应技术特点及国内外应用现状,凝练我国相关技术领域面临的差距与问题,总结激光表面改性技术的重点发展方向:专用合金材料制备、多能场激光复合表面改性、面向现场的激光再制造、激光冲击强化控形控性、激光表面改性智能化、激光表面微结构化。从政府引导、国产化创新、产业链完善、质量评价标准体系、人才培养等方面提出发展建议,以期为我国激光表面改性技术发展提供参考借鉴。
Zilin HUANG,Gang WANG,Shaopeng WEI,Changhong LI,Yiming RONG
《机械工程前沿(英文)》 2016年 第11卷 第3期 页码 242-249 doi: 10.1007/s11465-016-0397-7
Laser hot wire cladding, with the prominent features of low heat input, high energy efficiency, and high precision, is widely used for remanufacturing metal parts. The cladding process, however, needs to be improved by using a quantitative method. In this work, volumetric defect ratio was proposed as the criterion to describe the integrity of forming quality for cladding layers. Laser deposition experiments with FV520B, one of martensitic stainless steels, were designed by using the Taguchi method. Four process variables, namely, laser power (P), scanning speed (Vs), wire feed rate (Vf), and wire current (I), were optimized based on the analysis of signal-to-noise (S/N) ratio. Metallurgic observation of cladding layer was conducted to compare the forming quality and to validate the analysis method. A stable and continuous process with the optimum parameter combination produced uniform microstructure with minimal defects and cracks, which resulted in a good metallurgical bonding interface.
关键词: process optimization Taguchi method signal-to-noise (S/N) ratio volumetric defect ratio laser hot wire cladding
The Application and the Prospect of Remanufacturing Technologies in the Metallurgical Industry
Jie Xiong,Jian-cheng Fan,Jv Yuan
《工程管理前沿(英文)》 2016年 第3卷 第2期 页码 165-170 doi: 10.15302/J-FEM-2016023
关键词: remanufacturing technology electroplating overlaying welding thermal spraying laser surface cladding
Hybrid forming mechanism of patternless casting and laser cladding
Zhongde SHAN, Fuzhen SUN, Yang LIU
《机械工程前沿(英文)》 2019年 第14卷 第4期 页码 393-401 doi: 10.1007/s11465-019-0550-1
关键词: patternless casting laser cladding hybrid forming rapid tooling
《化学科学与工程前沿(英文)》 2023年 第17卷 第12期 页码 2050-2060 doi: 10.1007/s11705-023-2343-7
关键词: LiMn2O4 lithium extraction surface coating cyclic stability Mn dissolution
Advances in polishing of internal structures on parts made by laser-based powder bed fusion
《机械工程前沿(英文)》 2023年 第18卷 第1期 doi: 10.1007/s11465-022-0724-0
关键词: laser-based powder bed fusion polishing internal structures surface quality surface features post process additive manufacturing
Review on mechanism and process of surface polishing using lasers
Arun KRISHNAN, Fengzhou FANG
《机械工程前沿(英文)》 2019年 第14卷 第3期 页码 299-319 doi: 10.1007/s11465-019-0535-0
关键词: laser polishing surface roughness process parameters mechanism
陈庆华,魏仑,龙晋明,李俊昌
《中国工程科学》 2001年 第3卷 第10期 页码 64-71
运用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了(TiO2+B2O3+Al2O3+TiB2)/NiCrAl金属陶瓷涂层,其中的TiB2和Al2O3陶瓷颗粒在激光加工过程中原位反应生成;对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了分析研究;熔覆层中的主相依次分别是γ-Ni,γ′,Al2O3和TiB2,熔覆层的微观结构和硬度主要和激光处理参数和熔覆层化学组成有关[1~9];陶瓷相的原位生成和加入,大大改善了熔覆层的硬度和覆层/基体界面的结合性能。
Lianzhong ZHANG, Dichen LI, Shenping YAN, Ruidong XIE, Hongliang QU
《机械工程前沿(英文)》 2018年 第13卷 第4期 页码 513-519 doi: 10.1007/s11465-018-0503-0
The mechanical properties of 316L stainless steel repaired with Fe314 under different temperatures and humidities without inert gas protection were studied. Results indicated favorable compatibility between Fe314 and 316L stainless steel. The average yield strength, tensile strength, and sectional contraction percentage were higher in repaired samples than in 316L stainless steel, whereas the elongation rate was slightly lower. The different conditions of humiture environment on the repair sample exerted minimal influence on tensile and yield strengths. The Fe314 cladding layer was mainly composed of equiaxed grains and mixed with randomly oriented columnar crystal and tiny pores or impurities in the tissue. Results indicated that the hardness value of Fe314 cladding layer under different humiture environments ranged within 419–451.1 HV0.2. The field humiture environment also showed minimal impact on the average hardness of Fe314 cladding layers. Furthermore, 316L stainless steel can be repaired through laser cladding by using Fe314 powder without inert gas protection under different temperatures and humidity environments.
关键词: laser cladding repaired performance tensile strength temperature and humidity environment
用于润湿性控制的Stavax 钢基材的皮秒激光表面纹理处理 Article
Xincai Wang, 郑宏宇, Yinchi Wan, Wenhe Feng, Yee Cheong Lam
《工程(英文)》 2018年 第4卷 第6期 页码 816-821 doi: 10.1016/j.eng.2018.10.006
在本文中,笔者采用皮秒激光来制造Stavax钢基板的表面纹理,此钢基板为制造各种高分子聚合物产品模具的关键材料。在Stavax 钢基板上主要有3种类型的表面纹理:周期性波纹、微凸块的双尺度分层二维阵列以及有纳米波纹的微坑阵列。经激光处理后的Stavax钢基板表面的润湿性从其原始的亲水性转变为疏水性,甚至在暴露于空气后具有超疏水性。研究结果清晰地表明,此超疏水性主要是由于表面纹理造成的。超快激光诱导的催化效果可能在改变表面化学性质方面起到次要作用,从而降低了表面能。随后,将金属磨具表面上的经激光处理的表面纹理通过高分子聚合物注射成型工艺复制到聚丙烯基底。由此,聚丙烯模具表面的润湿性从原始的亲水性变成疏水性。此开发工艺在改善塑料制品的湿润控制性和易清洗性方面具有一定潜能。
Dimethicone-aided laser cutting of solar rolled glass
Wenyuan LI, Guojun ZHANG, Long CHEN, Yu HUANG, Youmin RONG, Zhangrui GAO
《机械工程前沿(英文)》 2021年 第16卷 第1期 页码 111-121 doi: 10.1007/s11465-020-0615-1
关键词: laser cutting solar rolled glass dimethicone viscosity surface quality
Wenyuan LI, Yu HUANG, Youmin RONG, Long CHEN, Guojun ZHANG, Zhangrui GAO
《机械工程前沿(英文)》 2021年 第16卷 第1期 页码 97-110 doi: 10.1007/s11465-020-0600-8
关键词: laser cutting solar float glass scanning mode surface quality cutting efficiency
超短脉冲激光制造及表面加工微米器件 Review
于泳超, 白石, 王树同, 胡安明
《工程(英文)》 2018年 第4卷 第6期 页码 779-786 doi: 10.1016/j.eng.2018.10.004
超短脉冲激光在材料加工方面具有独特的优势。其对焦点之外区域的热影响效应非常有限,使超短脉冲激光可被应用于微米甚至纳米尺寸的精密加工。另外,非线性多光子效应使超短脉冲激光可以加工多种透明材料,包括玻璃以及透明高分子材料。基于这些特点,我们利用激光直写技术在高分子衬底上成功制造出了具有三维(3D)结构的高性能微型超级电容器(MSC),在0.1 mA·cm–2的电流密度下表现出42.6 mF·cm–2的峰值比电容。同时,也制造出了可用于探测多种“味道”的柔性传感器阵列。对传感器电极表面进行了不同的处理,如镀金、沉降氧化石墨烯(rGO)以及沉积聚苯胺(PANI)。通过对采集的数据进行主成分分析(PCA),这一传感器阵列可以成功地检测出样品内的不同物质。另外,在3D 结构玻璃微流体通道内由全飞秒激光加工出了具有2D周期性结构的纳米金属表面,可用于实时表面增强拉曼散射(SERS)的检测。全飞秒激光加工过程包括激光烧蚀、激光还原和激光诱导表面纳米工程。这些工作证明了超短脉冲激光在表面精密加工中的巨大潜力。
越振业
《中国工程科学》 2005年 第7卷 第3期 页码 90-94
评述了超高强度钢、高强度A1合金和Ti合金表面完整性抗疲劳应用技术的研究和发展。高强度合金疲劳性能对应力集中敏感,不适当的加工工艺和切削热等造成的表面损伤和髙拉应力使其疲劳和应力腐蚀性能损失殆尽。先进的表面完整性加工尤其是表面改性可显著提高疲劳性能,如激光冲击使7475-T761拉-拉疲劳寿命提高约89%,7075-T6裂纹扩展速率降低到原来的1/1500;超声喷丸使超高强度钢低周疲劳强度提高约50%,Ti7A14Mo合金髙周疲劳强度提高约15%;表面超硬化可使Vasco X-2M齿轮钢接触疲劳寿命提高30~35倍等。
Steady-state thermal-hydraulic analysis of SCWR assembly
LIU Xiaojing, CHENG Xu
《能源前沿(英文)》 2008年 第2卷 第4期 页码 475-478 doi: 10.1007/s11708-008-0093-3
关键词: cladding temperature assembly temperature coolant resistance
标题 作者 时间 类型 操作
Process improvement in laser hot wire cladding for martensitic stainless steel based on the Taguchi method
Zilin HUANG,Gang WANG,Shaopeng WEI,Changhong LI,Yiming RONG
期刊论文
The Application and the Prospect of Remanufacturing Technologies in the Metallurgical Industry
Jie Xiong,Jian-cheng Fan,Jv Yuan
期刊论文
Hybrid forming mechanism of patternless casting and laser cladding
Zhongde SHAN, Fuzhen SUN, Yang LIU
期刊论文
Construction of nitrogen-doped carbon cladding LiMnO film electrode with enhanced stability for electrochemically
期刊论文
Influence of the field humiture environment on the mechanical properties of 316L stainless steel repaired with Fe314
Lianzhong ZHANG, Dichen LI, Shenping YAN, Ruidong XIE, Hongliang QU
期刊论文
Dimethicone-aided laser cutting of solar rolled glass
Wenyuan LI, Guojun ZHANG, Long CHEN, Yu HUANG, Youmin RONG, Zhangrui GAO
期刊论文
Analysis and comparison of laser cutting performance of solar float glass with different scanning modes
Wenyuan LI, Yu HUANG, Youmin RONG, Long CHEN, Guojun ZHANG, Zhangrui GAO
期刊论文