Ni60A-25%WC复合涂层

熔池尺寸误差<20%

一种镍基碳化钨激光熔覆涂层，通过仿真预测了其熔覆几何与残余应力，为工艺优化提供依据。

Wu, Sha · 刘增华 · Yu, Gong · 梁秀兵 · Yufeng, Wu · 赵欣

Optics and Laser Technology 2023

参数信息

熔池尺寸误差

20 %

熔覆层最高温度与基体最高温度之比

1.5

熔覆层温度增长率与基体温度增长率之比

2

激光功率范围

500–2800 W

扫描速度范围

1–8 mm/s

技术优势

工艺窗口可预测

建立了熔池尺寸与激光功率、扫描速度的多项式拟合关系，在500–2800 W和1–8 mm/s范围内可直接计算熔覆几何。

仿真误差小于20%

有限元模型预测的熔池尺寸与实验结果误差小于20%，可靠性得到验证，可减少试错次数。

应力分布可模拟

模型揭示了残余压应力随激光功率增大而增大、随扫描速度增大而减小的规律，且最大压应力出现在扫描末端，为工艺优化提供依据。

应用场景

• 激光熔覆涂层：提供工艺参数与熔池尺寸的预测模型，减少试错。
• 表面强化与修复：通过残余应力模拟优化工艺，提高涂层结合强度。
• 耐磨复合涂层：用Ni60A-25%WC涂层提高表面耐磨性，并预测其几何与应力。
• 航空部件防护：通过控制残余应力降低涂层开裂风险，保护航空部件。