【摘要】：三偏心蝶閥近幾年被廣泛運(yùn)用在水利、石油、化工、冶金及船舶等主要領(lǐng)域,其是具有密封副零摩擦、零泄漏、耐高溫高壓等優(yōu)點(diǎn)的新型蝶閥。為提高三偏心蝶閥的密封面耐磨性,延長壽命,一般需在其閥板密封面堆焊或熔覆硬質(zhì)合金涂層。本文針對WCB鑄鋼三偏心蝶閥閥板密封面的強(qiáng)化問題,提出自配鐵基自熔性合金粉末熔覆涂層和激光熔覆三偏心閥板密封面軌跡規(guī)劃算法,以取代傳統(tǒng)的堆焊熔覆涂層工藝手段,顯著增強(qiáng)閥板密封面耐磨性能并節(jié)約原料成本和縮短加工時(shí)間。本文取得的主要工作成果如下:(1)基于機(jī)器人光纖激光加工站裝備及光束整形的方形光斑專用熔覆熔覆頭,選用自配鐵基自熔合金粉末進(jìn)行激光熔覆試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,單道激光熔覆時(shí),送粉速率、激光功率、掃描速度等激光工藝參數(shù)都會對激光熔覆鐵基合金熔覆涂層的宏觀形貌會產(chǎn)生重大影響。激光熔覆涂層的高寬比隨掃描速度和激光功率的增加而增加。基體材料對激光熔覆涂層的稀釋率隨掃描速度的增加而增大,隨激光功率的增加而減小,激光功率對稀釋率產(chǎn)生的影響優(yōu)于掃描速度。(2)針對三偏心蝶閥閥板外形,設(shè)計(jì)平板通用型夾具,并完成共形斜錐臺夾具和平板通用型夾具下激光熔覆三偏心閥板密封面軌跡規(guī)劃算法。對比軌跡規(guī)劃算法說明:結(jié)合六軸機(jī)器人+回轉(zhuǎn)工作臺的組合式光纖激光加工站設(shè)計(jì)具有通用性、精確性的平板通用型夾具能使激光熔覆三偏心閥板密封面軌跡規(guī)劃變得簡單。(3)分析激光熔覆涂層的顯微組織,試驗(yàn)結(jié)果表明:激光熔覆涂層由上部到下部大致分為熔覆涂層區(qū)、結(jié)合區(qū)、基體熱影響區(qū)三部分。激光熔覆涂層顯微組織從涂層表面到基體材料方向存在等軸晶、樹枝晶、柱狀晶、胞狀晶和平面晶。XRD衍射分析表明,激光熔覆涂層中物相組成主要為α-Fe、TiC、Fe_3C。(4)分析激光功率、掃描速度等工藝參數(shù)對熔覆涂層硬度、耐磨損性能、熔覆涂層殘余應(yīng)力的影響,試驗(yàn)結(jié)果顯示:各種激光工藝參數(shù)下的激光熔覆涂層顯微硬度相對于基體材料有較大的提高,平均顯微硬度為619.0HV0.2,且其顯微硬度約為基體材料的3倍;相同條件下,熔覆涂層的摩擦系數(shù)和磨損量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基體材料的摩擦系數(shù)和磨損量,且基體材料的磨損量約為熔覆涂層的2倍;在平行與激光掃描方向,熔覆涂層表面殘余應(yīng)力表現(xiàn)為拉應(yīng)力,在熔覆涂層表面的頭尾部分殘余應(yīng)力較熔覆涂層表面中部殘余應(yīng)力大,最大殘余應(yīng)力約為670MPa。
【圖文】：

1.1 1.2 1.1 19.9 SE MAG:1000X HV:20.0kV WD:11.8mm10umA0 2 4 6 8 0200400600800100012001400FeCrTiCrSiFeCrTiCCountsEnergy/KeV圖2-1 合金粉末的 SEM 形貌和 EDS 分析Fig.2-1 SEM morphology and EDS analysis of powder alloy powde免熔覆涂層中出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣缺陷，在激光熔覆前處理，即在激光熔覆實(shí)驗(yàn)前將粉末置于如圖2-2所示的內(nèi)保持140℃溫度的條件下干燥四個(gè)小時(shí)除去熔覆涂層中中出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣，，排除合金粉末內(nèi)可能含有的影響。

圖2-5 OLS40-CB型3D激光共聚焦顯微鏡Fig.2-5 3D Laser confocal microscope of OLS40-CB6 所示 JSM-6700F 掃描電子顯微鏡（SEM）對損情況等進(jìn)行分析，并借助該設(shè)備自帶的能譜成分。圖2-6 JSM-6460掃描電子顯微鏡
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN249;TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2588995