李波
- 作品数：14 被引量：20H指数：4
- 供职机构：浙江工业大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金宁夏回族自治区自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺电子电信一般工业技术机械工程更多>>
- 激光辐照对超音速激光沉积Ti6Al4V涂层致密性及耐磨损性能的影响被引量：6
- 2021年
- 为了系统研究激光辐照对超音速激光沉积(SLD)Ti6Al4V涂层颗粒界面结合及致密性的影响并揭示涂层界面结合与其耐磨损性能的关系,采用不同功率激光在Ti6Al4V基板上制备了SLD-Ti6Al4V涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪和摩擦磨损仪等对涂层的微观特性、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行了分析。结果表明,激光辐照会诱使SLD-Ti6Al4V涂层中的颗粒在界面处发生原位氮化反应,生成氮化钛陶瓷相,且随着激光辐照功率的升高,氮化钛的尺寸和含量会增加。当激光辐照功率为800 W时,氮化钛陶瓷相的宽度可达4.5μm,且在涂层中的面积占比可达28.06%。由于界面处的氮化钛陶瓷的相对孔隙具有闭合效应,SLD-Ti6Al4V涂层的孔隙率可从冷喷涂(CS)Ti6Al4V涂层的8.28%降至1.85%。由于高硬度陶瓷相的存在,SLD-Ti6Al4V涂层的显微硬度可达到360~370 HV。此外,SLD-Ti6Al4V涂层较Ti6Al4V基体和CS-Ti6Al4V涂层具有更优的耐磨损性能,这是由于SLD-Ti6Al4V涂层在高能激光束加热与高压氮气源的共同作用下,在颗粒界面处原位生成了Ti_(2)N、TiN等氮化物反应层,涂层致密度得到提高,颗粒之间形成了冶金结合,界面结合强度也得到提高。这些原位生成且结合良好的氮化钛陶瓷相使SLD-Ti6Al4V涂层的耐磨损性能得到提高。
- 章钢张杰李波李波蒋文祥张群莉姚建华
- 关键词：激光辐照致密性耐磨损性能
- 超音速激光沉积石墨/Cu复合涂层微观结构及耐磨损性能被引量：6
- 2021年
- 为了提高铜(Cu)材料的耐磨性能,扩大Cu材料的应用领域,采用超音速激光沉积技术在纯Cu表面制备了石墨/Cu复合涂层,研究了不同石墨含量对复合涂层微观组织、显微硬度以及耐磨损性能的影响。研究结果表明,当原始粉末中石墨的质量分数从5%增加至15%时,复合涂层的沉积效率呈下降趋势。石墨作为一种软固体润滑剂,其在复合涂层中含量的提高会降低涂层抵抗塑性变形的能力,进而复合涂层的显微硬度随石墨含量的增加,从122.48 HV0.2降至95.02 HV0.2。此外,复合涂层的磨损率也随涂层中石墨含量的增加而降低。故当原始粉末中石墨的质量分数为15%时,所制备的复合涂层具有最优的耐磨损性能,平均摩擦系数为0.179,磨损率为0.71×10^(-4)mm^(3)/(N·m)。不含石墨时涂层的磨损机制为黏着磨损,随着涂层中石墨含量的增加,磨损机制从黏着磨损转为磨粒磨损。
- 王健君田凯陈智君陈智君章钢李波姚建华
- 关键词：微观结构耐磨损性能
- 激光辅助低压冷喷涂石墨/铜基复合涂层研究被引量：1
- 2022年
- 利用激光辅助低压冷喷涂技术在不同激光功率下制备石墨/Cu复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、图像分析软件ImageJ等,对复合涂层的截面形貌、表面形貌、微观组织、石墨含量以及元素分布等进行表征。结果表明:采用单一低压冷喷涂不能够形成连续的涂层,只能形成断续的点状物,而通过激光辅助低压冷喷涂可以实现石墨/Cu复合涂层的有效沉积。随着激光功率的升高,复合涂层的厚度和宽度均得到一定的提升,表面起伏以及涂层/基体的界面结合得到改善。在通过激光辅助低压冷喷涂所制备的复合涂层中,增强相石墨与黏结相Cu之间结合致密,但过高的激光功率容易导致增强相石墨烧蚀和黏结相Cu氧化的问题。
- 张耘溢刘博田凯章钢李波李波姚建华
- 关键词：激光技术激光功率
- 超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层微观结构及耐磨损性能
- 2024年
- 目的研究不同石墨含量对超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能的影响。方法利用扫描电子显微镜、能量色谱仪、维氏硬度计、激光共聚焦扫描显微系统、X射线衍射仪、摩擦磨损测试对复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能及磨损机制进行分析。结果随着原始粉末中镀铜石墨质量占比的增加,Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的沉积效率逐渐降低。基于Al_(2)O_(3)颗粒的原位喷丸效应及激光辐照的加热软化效应,复合涂层具有致密的微观组织,且复合涂层与基体界面结合良好。单一添加Al_(2)O_(3)颗粒可以将Cu涂层的硬度从108.19HV0.2提高至121.82HV0.2。随着石墨含量的增大,涂层的显微硬度逐渐降低,镀铜石墨在原始粉末中的质量分数从5%增至15%,Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的硬度从116.09HV0.2降至94.17HV0.2。添加石墨能够在复合涂层表面形成固体润滑层,降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能。CuAlGr10复合涂层具有最优的耐磨损性能,磨损率为0.7×10^(−4)mm^(3)/(N·m)。此外,由于激光辐照促进了复合涂层内部颗粒间的界面结合,均匀分散在石墨润滑相中的Al_(2)O_(3)颗粒作为负载支撑和耐磨相,可进一步降低复合涂层的磨损率。结论Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层优异的耐磨性能是润滑相石墨颗粒和硬质增强相Al_(2)O_(3)颗粒共同作用的结果,石墨的添加能够降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能,但过量的石墨颗粒会对涂层产生割裂作用,导致增强相Al_(2)O_(3)颗粒脱离涂层,从而加剧涂层的磨损。
- 孙启帆林钟卫刘博章钢李波姚建华
- 关键词：耐磨损性能
- 激光辅助低压冷喷涂CNTs/Cu复合涂层工艺研究被引量：4
- 2022年
- 针对高压隔离开关铜触头表面修复与改性的需求,以碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)为增强相,Cu为黏结相,通过激光辅助低压冷喷涂的方法在Cu基材表面制备了CNTs/Cu复合涂层。首先,采用化学镀铜的方式对CNTs进行表面金属化处理,以提高其密度并增强其与Cu黏结相的界面结合;然后,对喷涂距离、扫描速度、激光辐照功率等工艺参数进行优化;最后,利用能量色谱仪和扫描电镜等测试方法对复合涂层的微观特性进行分析。研究结果表明,当喷涂距离为15 mm时,涂层与基体的结合效果较好;随着扫描速度的增加,涂层内部具有相对较好的致密性,涂层/界面结合状态较好,涂层表面平整。随着激光辐照功率的增加,涂层厚度和宽度呈现先增加后减小的规律,并在800 W时涂层的厚度达到最高。由于激光的加热软化效应以及CNTs表面铜镀层的保护作用,CNTs能够均匀分散于复合涂层中且能保持结构的完整性。
- 蒋超伟刘博张耘溢孙景勇李波李波姚建华
- 关键词：表面光学激光技术激光辐照微观结构
- 超音速激光沉积与激光熔覆Stellite-6涂层的抗气蚀性能及其机制对比研究被引量：6
- 2021年
- 利用超音速激光沉积(SLD)和激光熔覆(LC)两种基于激光的加工技术在17-4 PH不锈钢的表面上制备Stellite-6涂层,并对涂层的微观特性以及气蚀机制进行分析。结果表明,LC技术所制备的涂层在气蚀过程中表现出较大的累积失重量和气蚀速率,SLD技术所制备的涂层则保持较小的气蚀速率。由于SLD技术的激光能量密度小于LC技术,故SLD技术所制备的涂层保持原始粉末中细小的枝晶组织结构,避免基体元素对涂层的稀释。对于SLD技术所制备的涂层,由粉末颗粒塑性变形导致的加工硬化使其硬度与弹性模量的比高于LC技术所制备的涂层。上述因素均是SLD技术所制备涂层的抗气蚀性能优于LC技术所制备涂层的原因。
- 孙景勇晏宇亮李波李波徐天书张群莉姚建华
- 关键词：激光熔覆气蚀
- 激光辅助低压冷喷涂表面金属化CNTs/Cu复合涂层
- 2023年
- 采用激光辅助低压冷喷涂技术在Cu基体上制备表面金属化CNTs(Ni-Cu-CNTs)/Cu复合涂层,研究了复合涂层的微观特性以及耐磨损性能。研究结果表明,在激光辐照的作用下,Ni-Cu-CNTs增强相和Cu黏结相由于受热软化均发生了明显的塑性变形,Ni-Cu-CNTs颗粒嵌入到塑性变形的Cu颗粒中形成连续致密且结合良好的复合涂层,复合涂层的厚度可达2609μm,CNTs弥散均匀分布在复合涂层中且保持其结构的完整性。添加Ni-Cu-CNTs的复合涂层表现出优异的耐磨损性能,平均摩擦系数可降低至0.385,体积磨损速率降至1.49×10^(-4)mm^(3)/(N·m)。复合涂层中的Ni-CuCNTs增强相一方面通过承受磨球对涂层表面的载荷力,减少了涂层磨损,另一方面随着磨损过程的进行,Ni-Cu-CNTs从涂层中脱离到涂层表面形成润滑层,降低了涂层的摩擦系数,从而提高复合涂层的耐磨损性能。
- 刘博马磊田凯李波孙景勇姚建华
- 关键词：激光技术耐磨损性能
- 热处理调控冷喷涂金属沉积层微观特性及性能研究进展
- 2023年
- 冷气动力学喷涂,又称冷喷涂(Cold spray,CS),是一种基于喷涂材料塑性变形实现固态沉积技术,可用于金属零部件的表面功能涂层制备以及增材制造/再制造。但目前冷喷涂技术还存在孔隙率高、界面结合弱、塑性差等问题,后续热处理常被用于冷喷涂沉积层微观组织及性能调控的有效手段。因此,本文综述了利用后续热处理调控冷喷涂金属沉积层微观结构及性能的研究现状,通过热处理可以对冷喷涂沉积层的致密性、组织物相以及应力状态等微观特性进行优化,从而改善沉积层的显微硬度、耐磨/耐蚀、导热/导电、强度以及塑性等性能。
- 李波王豪刘博吴丽娟张群莉姚建华
- 关键词：冷喷涂孔隙
- 激光复合冷喷涂技术研究进展
- 2024年
- 冷喷涂是一种基于材料高速撞击产生剧烈塑性变形实现结合的沉积方法,具备加工温度低、沉积效率高、热影响小等优势,已在增材制造、工业关键零部件的修复再制造等领域展现出巨大潜力。冷喷涂复合制造技术是一种新兴技术,其中激光复合冷喷涂是一个重要的方向,近年来得到了越来越多的关注。对激光复合冷喷涂技术研究进展进行回顾和总结,对激光预处理、激光同步复合和激光后处理3种复合方式进行重点阐释。针对每种复合方式,分别从复合原理、复合优势及复合效果3个方面进行总结,对比激光复合冷喷涂技术与单一技术在沉积层微观组织以及性能等方面的差异。通过对激光复合冷喷涂技术最新进展的全面总结和归纳,将为进一步推动激光复合冷喷涂技术的研究和应用提供指导和参考。
- 李波胡耀峰田凯姜家涛吴丽娟姚建华
- 关键词：冷喷涂激光技术
- n型结构膜盘联轴器型面设计与有限元分析被引量：5
- 2016年
- 针对膜盘联轴器型面设计和型面在不同类型载荷下的应力分布等问题,将有限元分析技术应用到膜盘联轴器设计中。提出了一种以n型结构连接的双膜盘结构膜盘联轴器。根据等强度近似理论设计了膜盘型面,分别建立了分析膜盘联轴器应力的轴对称和循环对称两种简化有限元模型,给出了作用在该二者模型上的边界条件和初始条件,并采用ANSYS有限元分析软件对两种模型进行了分析,得出了膜盘型面的轴向刚度特性和其在不同工况下的应力计算结果,并分析了扭矩、离心力和不对中载荷对其的不同影响。研究结果表明,在大扭矩、高速、小轴向偏转和小角向偏转的场合,n型结构连接的双膜盘联轴器型面采用双曲线设计是一种理想的方式。
- 李波卢波刘翠平
- 关键词：膜盘联轴器ANSYS有限元应力分析
