光纤激光气体氮化钛合金发射光谱及等离子体研究
郭晋昌1,2; 石玗1; 顾玉芬1; 张刚1
2022-03-09
发表期刊光谱学与光谱分析
ISSN1000-0593
卷号42期号:03页码:961-969
摘要激光气体氮化工艺可在钛合金表面快速生成氮化层,提高钛合金表面硬度和耐磨性,促进钛合金应用。采用光纤激光气体氮化Ti-6Al-4V合金,为了明确氮化过程光谱发射区是否形成等离子体,采用探针法检测了光谱发射区导电性;为了研究工艺参数对光谱特性、光谱发射区温度及等离子数量的影响,采用光谱仪采集了氮化过程发射光谱,并采用高速摄像拍摄了光谱发射区域照片。试验表明,光纤激光气体氮化Ti-6Al-4V合金过程中,光谱发射区可以导电,形成了金属蒸汽等离子体,这与CO_2激光气体氮化钛合金工艺过程中形成的氮等离子体完全不同。采用光纤激光氮化Ti-6Al-4V钛合金工艺过程中,工艺参数显著影响金属蒸汽等离子体的数量,当激光功率较大,扫描速度较小,离焦量较小和氮气含量较高时,光谱发射区可产生金属蒸汽等离子体。氮化过程发射光谱由连续光谱和线状光谱组成,连续光谱主要由热辐射产生,连续光谱强度可以表征光谱发射区温度,线状光谱主要由等离子区域原子核外电子跃迁产生,线状光谱强度可以表征等离子体数量。氮化过程,随激光功率增大或扫描速度减小,连续光谱和线状光谱增强,表明光谱发射区温度升高,等离子体数量增加;随离焦量增大,连续光谱和线状光谱呈先减小后增大之后又减小的复杂变化趋势,表明光谱辐射区温度先降低后升高之后又降低,等离子体数量先减少后增加之后又减少;氮气中加入少量氩气,可强烈影响氮化过程,使连续光谱和线状光谱大幅减弱,随氩气流量进一步增加,线状光谱和连续光谱继续减弱,表明氮气中加入少量氩气使光谱发射区温度大幅降低,等离子体数量大幅减小,随氩气量进一步增加,光谱发射区温度继续降低,等离子体数量继续减少。
关键词工艺参数 光纤激光气体氮化 Ti-6Al-4V 光谱发射特性 等离子体
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收录类别北大核心 ; EI ; SCI ; CSCD
语种中文
资助项目国家自然科学基金面上项目(52075235);甘肃省重点研发项目(20YF3WA017);甘肃省引导科技创新发展专项(2019ZX-08);兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划项目(2018);省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室开放基金课题(SKLAB02019005)资助
中图分类号O657.3;TG665;TG146.23
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文献类型期刊论文
条目标识符https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/157822
专题材料科学与工程学院
省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室
通讯作者石玗
作者单位1.兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;
2.陇东学院机械工程学院
第一作者单位省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室
通讯作者单位省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室
第一作者的第一单位省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
郭晋昌,石玗,顾玉芬,等. 光纤激光气体氮化钛合金发射光谱及等离子体研究[J]. 光谱学与光谱分析,2022,42(03):961-969.
APA 郭晋昌,石玗,顾玉芬,&张刚.(2022).光纤激光气体氮化钛合金发射光谱及等离子体研究.光谱学与光谱分析,42(03),961-969.
MLA 郭晋昌,et al."光纤激光气体氮化钛合金发射光谱及等离子体研究".光谱学与光谱分析 42.03(2022):961-969.
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