入射角度对激光熔凝层组织及性能的影响

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1、第３３卷第８期机械工程材料Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．８２００９年８月ＭａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．２００９入射角度对激光熔凝层组织及性能的影响李刚，邱星武，邱玲，陈华（辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，阜新１２３０００）摘要：采用ＨＬ１５００型ＣＯ２激光加工机，以不同入射角度对４０Ｃｒ钢进行激光熔凝处理，利用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、显微硬度计、恒电位仪及磨粒磨损试验机等对熔凝层进行显微组织观察和性能测试。结果表明：熔凝层分为表层、中间层及过渡层；随着入射角度的增大，熔凝层的组织变得粗大，显微硬度逐

2、渐下降，耐磨性呈降低趋势；熔凝层的耐蚀性比基体有所提高。关键词：激光熔凝处理；入射角度；显微组织；性能中图分类号：ＴＧ１５６．９９文献标志码：Ａ文章编号：１０００３７３８（２００９）０８００１３０４犈犳犳犲犮狋狅犳犐狀犮犻犱犲狀狋犃狀犵犾犲狅狀犔犪狊犲狉犕犲犾狋犲犱犔犪狔犲狉犕犻犮狉狅狊狋狉狌犮狋狌狉犲犪狀犱犘狉狅狆犲狉狋犻犲狊犔犐犌犪狀犵，犙犐犝犡犻狀犵狑狌，犙犐犝犔犻狀犵，犆犎犈犖犎狌犪（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕ

3、ｘｉｎ１２３０００，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＬａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｕｓｉｎｇＨＬ１５００ＣＯ２ｌａｓｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｏｎ４０Ｃｒｓｔｅｅｌ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，Ｘｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｍｅｔｅｒ，ｐｏｔｅｎｔｉｏｓｔａｔａｎｄａｂｒａｓ

4、ｉｖｅｗｅａｒｔｅｓｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍｅｌｔｅｄｌａｙｅｒｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｓｕｒｆａｃｅ，ｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒａｎｄｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｌａｙｅｒ．Ａｓｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅｍｅｌｔｅｄｌａｙｅｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｅｃａｍｅｃｏａｒｓｅｒ．Ｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｌａｓｅｒｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｌｔｅｄｌａｙｅｒｇｒａｄｕａｌｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔ

5、ｈｅｍｅｌｔｅｄｌａｙｅｒｂｅｃａｍｅｓｈａｌｌｏｗｅｒａｎｄｔｈｅｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｈｏｗｅｄｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｒｅｎｄ．Ｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇｌａｙｅｒｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ０引言１试样制备与试验方法激光技术自２０世纪６０年代问世以来，在各行各试验材料采用正火态的４０Ｃｒ钢，为半径５ｃｍ、业都得到了广泛的应用。近年来，激光表面处理技

6、术厚度１２ｍｍ的圆盘；其化学成分（质量分数／％）为在材料领域取得了长足的进步。目前国内外对汽车、０．４０Ｃ，０．５Ｍｎ，０．４Ｓｉ，１．０Ｃｒ。机床零部件及工模具等的激光表面熔凝处理进行了将材料用磨床磨平，用丙酮溶液对其表面进行较为深入的研究，激光处理时多采用光束垂直入射被清洗。在材料表面涂刷增强吸收涂料（成分为二硫处理表面的方法，但要对复杂形状的零部件局部处理化钼＋石墨＋磷酸盐），涂料的吸收系数为０．９５。时，则要求激光头和工作台能进行多维旋转。如果激涂料经室温干燥后用ＨＬ１５００型无氦横流ＣＯ２激光束和被处理材料表面不垂直也能达到

7、同样硬化效光加工机对其进行激光熔凝处理。激光加工参数：功率１０５０Ｗ，扫描速度６ｍｍ·ｓ－１，光斑直径果的话，则可省去多维旋转机构，并缩短处理时间，更能突显在批量生产上的优越性。但目前还没有见到４ｍｍ，试样Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ的激光入射角度（入射角有关激光入射角度对处理效果影响方面的报道，为度为入射光与被处理表面法线的夹角）分别为１０°，此，作者选用４０Ｃｒ钢为研究对象，研究不同了入射角１５°，２０°，２５°，３０°，记作试样Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ。度对激光熔凝层组织及性能的影响。将处理后试块加工成尺寸１５ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ的试样，用体

8、积分数为５％的硝酸酒精溶液腐收稿日期：２００８０７０９；修订日期：２００９０４１１蚀，用ＳＳＸ５５０型扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察显微作者简介：李刚（１９６９－），男，辽宁阜新人，教授，博士。组织