8字形摆动激光对Cr12MoV轧辊修复区组织结构和表面硬度均匀性的影响
摘要
针对常规激光熔覆在修复微小损伤Cr12MoV冷轧工作辊过程中存在的修复层表面硬度均匀性差和冶金缺陷问题，本文提出了一种8字形摆动激光同步送粉增材制造修复工艺。该工艺借助8字形摆动激光改变熔池运动轨迹来影响熔池的温度梯度和凝固速率，从而改善修复层的微观组织、表面硬度均匀性和冶金缺陷，最终达到了提高修复层耐磨性的目的。结果表明：在常规激光修复模式下，修复层表面色泽暗淡，界面结合区出现了裂纹，组织结构为粗大的柱状枝晶和等轴枝晶的混合组织，表面硬度极差为185.0 HV，硬度波动系数高达35.8，摩擦磨损过程中修复层出现了较大的剥落坑；在8字形摆动激光模式下，修复层形貌得到显著改善，其表面产生了金属光泽，界面结合区裂纹消失；8字形摆动激光的搅拌作用增强了熔池的对流，打断了柱状枝晶的生长，使得组织结构转变为单一的细小等轴枝晶，进而使得修复层表面硬度极差降低到61.1 HV，硬度波动系数降低到13.2，表面硬度均匀性得到明显改善，摩擦因数降低到0.56，磨痕宽度和深度均明显下降。最后，结合微观组织、数值模拟和元素分布等探讨了8字形摆动激光对修复层表面硬度均匀性的影响机理。
引用本文（GB/T 7714）
林英华 Lin Yinghua, 黄桌 Huang Zhuo, 刘俊峰 Liu Junfeng, 等. 8字形摆动激光对Cr12MoV轧辊修复区组织结构和表面硬度均匀性的影响[J]. Chinese Journal of Lasers, 2025.
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