發(fā)布時(shí)間：2020-05-01 12:14

【摘要】：激光熔覆作為一種新型的表面工程技術(shù),因其具有結(jié)合強(qiáng)度高、稀釋率低、效率高、對(duì)工件的熱和變形影響小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于再制造生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中。激光熔覆層質(zhì)量的好壞直接影響到工件再制造后的使用壽命,而熔覆層橫截面的幾何特征與組織形貌、尺寸精度以及物理性能之間有著密切的關(guān)系,對(duì)其進(jìn)行深入研究對(duì)提高再制造產(chǎn)品的服役性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以3540鐵基合金粉末為熔覆材料,35CrMo鋼為基體材料,選擇合適的工藝參數(shù)(離焦量、掃描速度、激光功率)進(jìn)行單道和雙道激光熔覆實(shí)驗(yàn),在顯微鏡下觀察不同工藝參數(shù)下熔覆層的橫截面形貌,并對(duì)表征熔覆層幾何特征的高度、寬度以及熔池深度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,研究熔覆層的幾何特征與其質(zhì)量和性能的內(nèi)在關(guān)系。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.在一定的送粉速度下,分析各工藝參數(shù)對(duì)激光熔覆后熔覆層幾何特征及性能的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明:無(wú)論是單道還是雙道熔覆層,熔覆層寬度隨離焦量的變大而增大,隨著掃描速度的增加,熔覆層高度、寬度以及熔池深度都呈遞減的趨勢(shì),隨著激光功率的增加,熔覆層寬度、高度以及熔池深度都相應(yīng)增大。當(dāng)工藝參數(shù)為激光功率2.5KW、離焦量+20mm、掃描速度6mm/s時(shí),稀釋率接近10%,能獲得形狀規(guī)則符合生產(chǎn)要求的熔覆層。2.對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品的顯微組織和硬度進(jìn)行觀察與測(cè)定,并做對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:熔覆層硬度由表及里先增大后減小,橫向的硬度值變化不大。稀釋接近10%時(shí),熔覆層枝晶間結(jié)合緊密有序,晶粒呈細(xì)小的等軸狀,熔覆層的硬度值最大。相同工藝參數(shù)下,雙道熔覆層搭接區(qū)的硬度比單道熔覆層的硬度值低。3.在實(shí)驗(yàn)步驟1,2的研究基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步提高熔覆層的耐磨性,在3540鐵基合金粉末中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%的TiB2粉末進(jìn)行激光熔覆,分析試驗(yàn)后不同百分比TiB2添加量對(duì)熔覆層性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:10%TiB2添加量熔覆層的摩擦磨損性能最好。本文通過(guò)研究工藝參數(shù)與熔覆層幾何特征及性能之間的關(guān)系,對(duì)實(shí)現(xiàn)激光熔覆再制造的快速工藝規(guī)劃、改善熔覆層的組織和提高熔覆層的質(zhì)量具有一定的參考價(jià)值。
【圖文】：

的實(shí)際應(yīng)力超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度所致，脆性斷裂時(shí)零件未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的逡逑斷裂，斷裂時(shí)材料幾乎沒有發(fā)生過(guò)塑性變形，疲勞斷裂是指由于在局部應(yīng)力集中逡逑或強(qiáng)度較低部位首先產(chǎn)生裂紋，裂紋隨后擴(kuò)展導(dǎo)致的斷裂。如圖１．１邋（Ｃ）為軸的逡逑斷裂失效圖。世界上每年都有若干飛機(jī)發(fā)生災(zāi)難性事故，８０％是由于各種部件的疲逡逑勞斷裂，飛機(jī)失事造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。逡逑因此及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械零部件的失效情況，并采取相應(yīng)的措施解決零件的失效情逡逑況，不僅能有效的避免安全問題，還能降低生產(chǎn)成本帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。逡逑１．２．２修復(fù)方法逡逑表面工程技術(shù)是表面經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，通過(guò)表面涂覆、表面改性或多種表面技逡逑術(shù)復(fù)合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)逡逑力狀況，以獲得表面所需性能的系統(tǒng)工程。在再制造技術(shù)體系中，各種表面工程逡逑技術(shù)特別是表面覆層技術(shù)又是實(shí)現(xiàn)再制造的關(guān)鍵技術(shù)

同步式送粉方式是在激光熔覆的同時(shí)送粉加工，而同步式送粉又可以分為伴逡逑軸同步式送粉和側(cè)軸同步式送粉。同步式送粉是在進(jìn)行激光熔覆的同時(shí)在將要形逡逑成熔池的基體表面通過(guò)自由落體的方式送入激光熔覆粉末，，如圖１．６所示。同步式逡逑送粉對(duì)粉末的目數(shù)要求比較高，粉末在自由落體的過(guò)程中，不能發(fā)生粘壁、不能逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2646635