激光熔覆技術(shù)操作簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,大大增加材料利用率,已成為國(guó)內(nèi)外激光表面改性研究的熱點(diǎn)。但其制造的零件達(dá)不到尺寸、精度等要求而不能直接投入使用,故對(duì)其后處理工藝的研究變得非常必要。江西銀海礦業(yè)有限公司采用的45#鋼攪拌軸報(bào)廢后采用激光熔覆技術(shù)修復(fù),修復(fù)后的攪拌軸不能滿足尺寸要求、表面性能較差,存在表面熱應(yīng)力等缺陷。針對(duì)此類(lèi)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,本文對(duì)激光熔覆技術(shù)的后處理工藝進(jìn)行了探討,期望激光熔覆技術(shù)修復(fù)的零件經(jīng)過(guò)超聲表面滾壓強(qiáng)化后既能滿足尺寸等精度要求,又能減小熱應(yīng)力,改善表面性能。本文采用激光熔覆技術(shù)將316L不銹鋼粉末熔覆在45#鋼軸表面,然后采用不同的后處理工藝（車(chē)削和車(chē)削+超聲表面滾壓）改善表面。超聲表面滾壓強(qiáng)化工藝能引入強(qiáng)烈的塑性變形從而有效地提高表面性能。通過(guò)光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、粗糙度儀、納米壓痕儀和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了不同后處理工藝下試樣的微觀組織、表面粗糙度、表面殘余應(yīng)力和機(jī)械性能（顯微硬度、彈性模量、表面斷裂韌性和耐磨性）。結(jié)果表明,超聲表面滾壓作為激光熔覆技術(shù)的后處理工藝并不能改變?cè)嚇颖砻娴脑胤植?也不能使表面的物相發(fā)... 

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２超聲表面滾壓（ａ）設(shè)備圖和（ｂ）示意圖??

８?ＫＷ，粉盤(pán)轉(zhuǎn)速??為２．２?ｒ／ｍｉｎ?（送粉量由以上兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)）；氬氣作為保護(hù)氣的流速為１０－??１５Ｌ／ｍｉｎ，氣壓為５．４?ＭＰａ；粉末粒度１００－１５０目，焦距（加工表面到激光頭的??距離）６０?ｍｍ：光斑形狀為圓形，直徑為４?ｍｍ；搭接率為５０％?（指后一道熔??覆和前一道熔覆的重合部分占比）。如圖１．１所示，通過(guò)同步送材的方式，激光??和熔覆粉末同時(shí)到達(dá)基體表面，在高能激光密度下，粉末和基體的表層同時(shí)被??融化，并以冶金方式結(jié)合在一起。最后形成的激光熔覆層表面如圖２．１所示，??因?yàn)榧す饽芰坎痪湍虒W(xué)等多方面的原因，其表面粗糙度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了粗糙度??測(cè)量?jī)x的測(cè)量范圍。??■??嘯＿＿??圖２．１激光熔覆層表面??隨后為了檢測(cè)激光熔覆層是否有微小缺陷的存在，在熔覆層空冷結(jié)束后進(jìn)??行了著色探傷。著色探傷是一種表面無(wú)損檢測(cè)，其將溶有彩色染料（如紅色染料）??的滲透劑均勻噴涂在工件表面，讓滲透劑滲入工件表面的微小缺陷中，而后清洗，??涂吸附劑，使裂紋等缺陷內(nèi)的彩色油液滲至表面，根據(jù)彩色斑點(diǎn)和條紋發(fā)現(xiàn)并判??斷缺陷所在位置。著色探傷劑由非離子表面活性劑、親油性物質(zhì)和染料配制而成。??本實(shí)驗(yàn)采用ＤＰＴ－５型號(hào)著色探傷劑，包括著色劑、清洗劑和顯影劑。著色探傷的??基本原理如下（如圖２．２），用著色劑噴涂在材料的表面，放置一段時(shí)間，等著色??劑充分進(jìn)入試樣的損傷部位，而后將表面的著色劑沖洗掉。在已經(jīng)清洗干凈的試??樣表面噴涂顯影劑，損傷部位之前滲入的著色劑在顯影劑的作用下附著在試樣??１５??

工具頭的使用壽命。本實(shí)驗(yàn)中??工具頭柱型半徑Ｒ＝７．５ｍｍ，車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速為２００ｒ／ｍｉｎ，進(jìn)給速度為０．２４ｍｍ／ｒ，??輸出頻率為３０?ｋＨｚ，振幅為９?ｐｍ。超聲表面滾壓壓下量通過(guò)機(jī)床坐標(biāo)來(lái)調(diào)節(jié)，??本實(shí)驗(yàn)超聲波滾壓壓下量為０．０８?ｍｍ。超聲表面滾壓靜壓力主要是調(diào)節(jié)氣缸的氣??壓所得，本實(shí)驗(yàn)中氣缸的氣壓為０．３?ＭＰａ，氣缸的直徑為５０ｍｍ。其中靜壓力與??氣缸半徑和氣壓之間的關(guān)系如公式２－１，通過(guò)公式可得本實(shí)驗(yàn)所采用的靜壓力為??５８８．７５?Ｎ。超聲表面滾壓加工后的表面如圖２．４黑色框內(nèi)，表面呈鏡齒狀態(tài)，表??面質(zhì)量大大提高。圖２．４中紅色箭頭所指位置因超聲滾壓下壓量參數(shù)選擇過(guò)大出??現(xiàn)了表面壓潰現(xiàn)象。??Ｆ?＝?Ｐ?ｘ?ＴＴ?ｘ?Ｒ２?（２－１）?????????？．備????ｄ?Ｉ－Ｔ＂?Ｉ??ｊｉ?幽＿１麵．．?§??Ｉ?ｉｎ＂：：，?＇夢(mèng)??丨’．＇ｃ琢ｆｖ．＇＇＇．＇：＇．＇”??，２?３?４?５?６?７?８?９?ＨＭ?Ｖ?１２?＇?３?＼４?＼５?Ｉｆ??圖２．４超聲表面滾壓強(qiáng)化后表面??２．４實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法??本實(shí)驗(yàn)在４５＃鋼基體熔覆３１６Ｌ不銹鋼粉末，設(shè)有三組樣品：激光熔覆涂??層未經(jīng)處理的、激光熔覆涂層經(jīng)過(guò)車(chē)削處理的和激光熔覆涂層先經(jīng)過(guò)車(chē)削處??１７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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