TiC颗粒增强镍基合金激光熔覆工艺仿真

曾 超，徐国强，田青牛

(贵州理工学院航空航天工程学院，贵州 贵阳 550003)

0 引言

激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，是指激光表面熔敷技术在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却形成稀释率极低，与基体材料呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法。随着激光熔覆基础理论体系的不断完善，人们更注重激光熔覆过程的理论模型及工业应用，利用仿真模型对激光熔覆设备与材料的开发，以及熔覆层缺陷的形成机理与控制方法等方面的研究。TiC颗粒以高硬度、高模量和良好的稳定性等优良性能，被广泛应用于航空航天等领域的复合材料制备中。石齐民等[1]通过ANSYS软件建立了TiC/Inconel 718复合材料激光熔化的仿真模型，掌握了激光熔化温度变化率与工艺参数的关系；宋卫东等[2]通过迭代法提供真实的物理边界条件，施加到细胞有限元模型中进行分析，并获得复合材料的宏观力学性能；Emamian等[3]通过对激光熔覆下TiC颗粒形态研究，获得TiC颗粒形态与工艺参数之间的关系；张可敏等[4]通过对激光熔覆下在TC4钛合金表面原位制备Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层进行研究，得出复合涂层内的分层现象主要是由激光熔覆过程的快速熔凝和冷却过程所致；杨光等[5]采用激光覆熔技术在TC4钛合金的表面上制备耐磨钛基功能梯度(Ti-FGM)复合涂层,得出TiC颗粒能均匀分布在形成的微观组织的熔覆方向；……