吉林大学学报(工学版) ›› 2004, Vol. ›› Issue (3): 392-396.

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激光熔覆纳米Al2O3的粉末冶金件的表面组织

刘燕1, 于思荣2, 任露泉1   

  1. 1. 吉林大学 地面机械仿生技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022;
    2. 吉林大学 材料科学与工程学院, 吉林 长春 130022
  • 收稿日期:2003-12-24 出版日期:2004-07-01
  • 通讯作者: 任露泉(1944- )男,教授,博士生导师.E-mail:lqren@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    吉林省科技发展计划资助项目(20020329);国家重大基础研究前期研究专项资助项目(2002CCA01200)

Microstructure of powder metallurgy material surface layer modified by laser cladding nano-Al2O3

LIU Yan1, YU Sirong2, REN Luquan1   

  1. 1. Key Laboratory for Terrain-Machine Bionics Engineering, Ministry of Education, of Education, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2. College of Materials Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2003-12-24 Online:2004-07-01

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摘要： 运用纳米Al2O3作为粉末冶金件的表面改性材料,通过激光熔覆试验对粉末冶金件进行了表面改性。分析了激光熔覆的凝固过程,运用金相显微镜和扫描电镜对粉末冶金材料的表面改性层组织进行了观察,并对改性层不同组织的形成因素进行了研究。结果表明:熔覆后材料组织分为熔覆层区、界面结合区、基体区。从熔覆层到基体密度呈现由密向疏变化。激光熔覆组织主要受涂层成分及含量、工艺参数、形状控制因子G/υ(温度梯度/凝固速度)的影响,而形状控制因子又决定于工艺参数。当光带矩形光斑尺寸为15mm×2mm时,最佳功率为2.5kW,最佳扫描速度为90mm/min。

关键词: 材料表面与界面, 激光熔覆, 粉末冶金, 纳米Al2O3, 表面改性, 组织

Abstract: The nano-Al2O3 and the laser cladding were chosen respectively to serve as the surface modification material and processing technology for the powder metallurgy pieces. The solidification process of the laser cladding layer was investigated and the microstructure of the modification layer was observed by means of the metallograph and SEM. The factors affecting the formation of the different structures of the modification layer were studied. The observed microstucture can be divided into 3 zones, i.e., the cladding zone, the transition zone, and the base body zone, their densities decrease gradually from the cladding zone to the base body. The microstructure of the laser cladding surface is affected by the composition and the content of the coating, processing parameters and the shape factor G/υ（temperature gradient/solidification rate） which itself is decided by the processing parameters. When the sizes of the rectangular laser spot are 15 mm×2 mm,the optimal power is 2.5 kW, and the optimal scanning speed is 90 mm/min.

Key words: material surface and interface, process of laser cladding, powder metallurgy, nano-Al2O3, surface modification, microstructure

中图分类号: 

  • TG174.4
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