公开(公告)号：CN110129674B

公开(公告)日：2020-07-31

申请号：CN201910423741.3

申请日：2019-05-21

申请人： 北京工业大学 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司

发明人： 杨胶溪 ,  张文韬 ,  周正 ,  武飞宇 ,  白兵 ,  王高生 ,  杨磊 ,  崔哲 ,  柯华 ,  吴文亮 ,  肖俊恒

IPC分类号： C22C38/02 ,  C22C38/04 ,  C22C38/44 ,  C22C38/46 ,  C22C38/48 ,  C22C38/50 ,  C22C38/54 ,  C22C38/58 ,  C23C24/10

摘要： 一种激光熔覆制备的梯度复合材料钢轨道岔涂层。材料质量百分比如下：过渡层采用Fe基合金材料，其化学成分为Cr：13‑17wt％、Ni：3‑6wt％、Si：1‑1.5wt％、Mn：0.5‑1wt％、Nb：0.3‑1.2wt％、B：1‑1.5wt％、C：0.05‑0.7wt％，V：0.5‑1.2％，余量为Fe；强化层置于过渡层之上，采用Fe基金属纳米相复合材料。制备方法如下：将制备得到Fe基金属粉末和Fe基金属纳米相复合材料涂层，使用激光扫描加热对钢轨进行预热减少温度梯度，利用激光熔覆技术在钢轨表面制备梯度复合材料涂层并进行激光扫描热处理，降低激光熔覆后的冷却速率，避免热影响区的马氏体产生，使涂层开裂性能降低，硬度曲线光滑，整体韧性和承载性能较好，比普通重载铁路辙叉有更高的强度和硬度，有更长的寿命和较强的制造集成性。

公开(公告)号：CN110129674A

公开(公告)日：2019-08-16

申请号：CN201910423741.3

申请日：2019-05-21

申请人： 北京工业大学 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司

发明人： 杨胶溪 ,  张文韬 ,  周正 ,  武飞宇 ,  白兵 ,  王高生 ,  杨磊 ,  崔哲 ,  柯华 ,  吴文亮 ,  肖俊恒

IPC分类号： C22C38/02 ,  C22C38/04 ,  C22C38/44 ,  C22C38/46 ,  C22C38/48 ,  C22C38/50 ,  C22C38/54 ,  C22C38/58 ,  C23C24/10

摘要： 一种激光熔覆制备的梯度复合材料钢轨道岔涂层。材料质量百分比如下：过渡层采用Fe基合金材料，其化学成分为Cr：13-17wt％、Ni：3-6wt％、Si：1-1.5wt％、Mn：0.5-1wt％、Nb：0.3-1.2wt％、B：1-1.5wt％、C：0.05-0.7wt％，V：0.5-1.2％，余量为Fe；强化层置于过渡层之上，采用Fe基金属纳米相复合材料。制备方法如下：将制备得到Fe基金属粉末和Fe基金属纳米相复合材料涂层，使用激光扫描加热对钢轨进行预热减少温度梯度，利用激光熔覆技术在钢轨表面制备梯度复合材料涂层并进行激光扫描热处理，降低激光熔覆后的冷却速率，避免热影响区的马氏体产生，使涂层开裂性能降低，硬度曲线光滑，整体韧性和承载性能较好，比普通重载铁路辙叉有更高的强度和硬度，有更长的寿命和较强的制造集成性。

公开(公告)号：CN112575325B

公开(公告)日：2022-07-19

申请号：CN202011456011.2

申请日：2020-12-10

申请人： 北京工业大学 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所

发明人： 杨胶溪 ,  崔哲 ,  柯华 ,  刘哲 ,  周正 ,  徐宏超 ,  肖俊恒

IPC分类号： C23C24/10 ,  C21D9/04 ,  C21D10/00 ,  C21D11/00 ,  C22C38/02 ,  C22C38/46 ,  C22C38/48 ,  C22C38/54 ,  C22C38/58

摘要： 本发明涉及一种在线提高钢轨滚动接触疲劳性能的激光复合调控处理方法，针对磨损严重的钢轨。首先利用激光作为热源，对裂纹延伸区进行激光重结晶处理，消除因磨损产生的表面拉应力，或者将拉应力转化为压应力，一定程度减小微裂纹尺寸。然后再通过脉冲激光进行激光冲击强化处理，激光作用结束后，由于冲击区域周围金属材料的反作用，其力学效应表现为较高的残余应力，促使裂纹的闭合，延长疲劳裂纹的萌生及扩展寿命。最后在磨损区域制备出0.2‑0.5mm冶金质量良好的新型合金化涂层，前期的预热处理过程减小了淬硬倾向和冷裂纹的产生，制备的合金化涂层与基体冶金结合良好，且具有较为优异的综合力学性能。本发明预防微裂纹的产生或消除接触面已存微裂纹。

公开(公告)号：CN112575325A

公开(公告)日：2021-03-30

申请号：CN202011456011.2

申请日：2020-12-10

申请人： 北京工业大学 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所

发明人： 杨胶溪 ,  崔哲 ,  柯华 ,  刘哲 ,  周正 ,  徐宏超 ,  肖俊恒

IPC分类号： C23C24/10 ,  C21D9/04 ,  C21D10/00 ,  C21D11/00 ,  C22C38/02 ,  C22C38/46 ,  C22C38/48 ,  C22C38/54 ,  C22C38/58

摘要： 本发明涉及一种在线提高钢轨滚动接触疲劳性能的激光复合调控处理方法，针对磨损严重的钢轨。首先利用激光作为热源，对裂纹延伸区进行激光重结晶处理，消除因磨损产生的表面拉应力，或者将拉应力转化为压应力，一定程度减小微裂纹尺寸。然后再通过脉冲激光进行激光冲击强化处理，激光作用结束后，由于冲击区域周围金属材料的反作用，其力学效应表现为较高的残余应力，促使裂纹的闭合，延长疲劳裂纹的萌生及扩展寿命。最后在磨损区域制备出0.2‑0.5mm冶金质量良好的新型合金化涂层，前期的预热处理过程减小了淬硬倾向和冷裂纹的产生，制备的合金化涂层与基体冶金结合良好，且具有较为优异的综合力学性能。本发明预防微裂纹的产生或消除接触面已存微裂纹。

公开(公告)号：CN112427651A

公开(公告)日：2021-03-02

申请号：CN202011160508.X

申请日：2020-10-27

申请人： 北京工业大学

发明人： 杨胶溪 ,  崔哲 ,  柯华 ,  刘哲 ,  朱清 ,  马文雨

IPC分类号： B22F10/28 ,  B22F10/64 ,  B22F1/00 ,  C22C21/00 ,  C22C1/04 ,  C22F1/04 ,  B33Y10/00 ,  B33Y70/00 ,  B33Y40/20

摘要： 一种用于铝合金零件增材修复的集约化合金材料的制备方法，属于激光增材制造研究领域。本次发明采用添加一定比例稀土元素(Zrx:Cey:Scz)的新型集约化铝合金粉末，并且搭配淬火时效，对舰船、航空等领域受损的铝合金构件进行修复再制造。此新型铝合金粉末中的稀土元素在成形过程中与氢有较大的亲和力，明显减少熔池中的氢含量，降低了孔隙率，达到了净化作用；另外，稀土元素还起到了细化晶粒和枝晶的作用，消除了原晶内的粗大相，以及与Al等元素形成金属间化合物产生第二相强化。相对于原始构件，新制备的构件不仅获得了较好的表面光泽度，还大大提高了强度、伸长率、耐高温性能、断裂韧性和耐磨耐腐蚀性等综合力学性能。

公开(公告)号：CN111621779B

公开(公告)日：2021-12-10

申请号：CN202010421543.6

申请日：2020-05-19

申请人： 北京工业大学 ,  中国航空制造技术研究院

发明人： 杨胶溪 ,  崔哲 ,  柯华 ,  刘琦 ,  李怀学

IPC分类号： C23C24/10 ,  C22C38/52 ,  C22C38/50 ,  C22C38/46 ,  C22C38/44 ,  C22C38/42 ,  C22C38/34 ,  C22C38/06 ,  C22C38/04 ,  C22C38/02 ,  C21D1/09

摘要： 用于修复飞机起落架内壁的梯度材料的激光复合处理方法，属于激光表面改性研究领域，本发明创新点在于采用了梯度功能材料加激光相变硬化的复合处理方式对起落架内壁进行修复。第一层原材料成形厚度0.4～0.6mm,实现了成分过渡，减少了对基体的热损伤；第二层采用同样的方式制备了厚度1.3～1.6mm的合金涂层，该涂层硬度相对第一层较低，在进行机械加工后，随即进行了激光相变硬化处理，使硬度得到了显著提升。本发明不仅使机械加工过程变得容易，还实现了修复区域的功能梯度化，减少了对基体的热损伤，最终在起落架内壁修复区形成无明显缺陷、冶金结合良好、耐磨耐腐蚀的合金涂层。

公开(公告)号：CN112427651B

公开(公告)日：2022-09-20

申请号：CN202011160508.X

申请日：2020-10-27

申请人： 北京工业大学

发明人： 杨胶溪 ,  崔哲 ,  柯华 ,  刘哲 ,  朱清 ,  马文雨

IPC分类号： B22F10/28 ,  B22F10/64 ,  B22F1/00 ,  C22C21/00 ,  C22C1/04 ,  C22F1/04 ,  B33Y10/00 ,  B33Y70/00 ,  B33Y40/20

摘要： 一种用于铝合金零件增材修复的集约化合金材料的制备方法，属于激光增材制造研究领域。本次发明采用添加一定比例稀土元素(Zrx:Cey:Scz)的新型集约化铝合金粉末，并且搭配淬火时效，对舰船、航空等领域受损的铝合金构件进行修复再制造。此新型铝合金粉末中的稀土元素在成形过程中与氢有较大的亲和力，明显减少熔池中的氢含量，降低了孔隙率，达到了净化作用；另外，稀土元素还起到了细化晶粒和枝晶的作用，消除了原晶内的粗大相，以及与Al等元素形成金属间化合物产生第二相强化。相对于原始构件，新制备的构件不仅获得了较好的表面光泽度，还大大提高了强度、伸长率、耐高温性能、断裂韧性和耐磨耐腐蚀性等综合力学性能。

公开(公告)号：CN111621779A

公开(公告)日：2020-09-04

申请号：CN202010421543.6

申请日：2020-05-19

申请人： 北京工业大学 ,  中国航空制造技术研究院

发明人： 杨胶溪 ,  崔哲 ,  柯华 ,  刘琦 ,  李怀学

IPC分类号： C23C24/10 ,  C22C38/52 ,  C22C38/50 ,  C22C38/46 ,  C22C38/44 ,  C22C38/42 ,  C22C38/34 ,  C22C38/06 ,  C22C38/04 ,  C22C38/02 ,  C21D1/09

摘要： 用于修复飞机起落架内壁的梯度材料的激光复合处理方法，属于激光表面改性研究领域，本发明创新点在于采用了梯度功能材料加激光相变硬化的复合处理方式对起落架内壁进行修复。第一层原材料成形厚度0.4～0.6mm,实现了成分过渡，减少了对基体的热损伤；第二层采用同样的方式制备了厚度1.3～1.6mm的合金涂层，该涂层硬度相对第一层较低，在进行机械加工后，随即进行了激光相变硬化处理，使硬度得到了显著提升。本发明不仅使机械加工过程变得容易，还实现了修复区域的功能梯度化，减少了对基体的热损伤，最终在起落架内壁修复区形成无明显缺陷、冶金结合良好、耐磨耐腐蚀的合金涂层。