近年來蠕墨鑄鐵的應用得到了長足的發(fā)展,蠕墨鑄鐵是一種石墨形態(tài)介于球狀和片狀之間的新型鑄鐵材料,由于它既有接近于球墨鑄鐵的力學性能,又有與灰口鑄鐵相似的良好鑄造性能和導熱性,因而頗受材料研究者關注,已成為發(fā)動機等關鍵部件的首選材料。體積小、重量輕、轉速高、功率大的車輛發(fā)動機已經成為一種發(fā)展趨勢,但所帶來的熱負荷、機械負荷在局部區(qū)域已逐漸接近或超過蠕墨鑄鐵材料的使用極限,局部表面強化的需求愈加強烈。對于蠕墨鑄鐵表面單一的激光淬火、激光熔凝、激光熔覆等表面強化工藝極易產生裂紋、氣孔等缺陷。為減少以及避免缺陷的產生,本文采用激光熔凝和激光熔覆相結合的方式對蠕墨鑄鐵進行表面改性。本文以蠕墨鑄鐵作為實驗對象,采用CO₂激光作為熱源,先對蠕墨鑄鐵表面進行激光熔凝處理,通過改變激光功率及掃描速度的方法,分析不同工藝參數下對熔凝層宏觀形貌、微觀組織及表面裂紋缺陷的影響。在無缺陷的熔凝層試樣件上進行激光熔覆具有優(yōu)良韌性的Ni201粉末作為中間連接層,采用正交試驗的方法,確定出激光熔覆單道Ni201涂層的最優(yōu)參數,分析了不同搭接率對Ni201涂層的影響,最后分析了最優(yōu)搭接率下Ni201...

【文章頁數】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 傳統(tǒng)表面改性鑄鐵的國內外現狀
    1.3 激光表面熔凝技術
        1.3.1 激光表面熔凝基本原理
        1.3.2 激光表面熔凝的特點
        1.3.3 激光表面熔凝硬化層深度與寬度的測定
        1.3.4 激光表面熔凝工藝的研究現狀
    1.4 激光熔覆技術
        1.4.1 激光熔覆基本原理
        1.4.2 激光熔覆的特點
        1.4.3 激光熔覆稀釋率及其計算方法
        1.4.4 激光熔覆工藝的研究現狀與問題
    1.5 研究目的、意義及主要研究內容
        1.5.1 研究目的及意義
        1.5.2 試驗主要研究內容
第2章 激光加工蠕墨鑄鐵試驗材料、設備及方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 基體材料
        2.1.2 連接層材料
        2.1.3 耐磨層材料
    2.2 激光熔凝及熔覆設備
    2.3 激光加工試驗方法
        2.3.1 激光熔凝試驗方法
        2.3.2 激光熔覆連接涂層試驗方法
        2.3.3 激光熔覆耐磨涂層試驗方法
    2.4 熔凝層及熔覆層組織與性能的研究方法
        2.4.1 激光熔凝層及熔覆層開裂缺陷測試
        2.4.2 激光熔凝層及熔覆層顯微分析
        2.4.3 摩擦磨損性能測試
        2.4.4 涂層結合強度性能測試
    2.5 本章小結
第3章 蠕墨鑄鐵激光熔凝工藝參數優(yōu)化
    3.1 激光功率對熔凝層表面形貌的影響
        3.1.1 激光熔凝層表面形貌及裂紋檢測
        3.1.2 激光功率對熔凝層表面粗糙度影響
        3.1.3 激光功率對熔凝層深度影響
    3.2 掃描速度對激光熔凝層表面形貌的影響
        3.2.1 激光熔凝層表面形貌及裂紋檢測
        3.2.2 掃描速度對熔凝層表面粗糙度影響
        3.2.3 掃描速度對熔凝層深度影響
    3.3 熔凝工藝的優(yōu)化選擇與形貌特征分析
        3.3.1 優(yōu)化選擇
        3.3.2 激光熔凝層微觀形貌
        3.3.3 XRD物相分析
        3.3.4 熔凝層C元素能譜分析
        3.3.5 激光熔凝層微觀組織分析
        3.3.6 激光熔凝層顯微硬度分析
    3.4 二次激光熱處理對熔凝層宏觀形貌影響
        3.4.1 二次激光熱處理熔凝層表面形貌及裂紋檢測
        3.4.2 二次激光熱處理對熔凝層表面粗糙度的影響
        3.4.3 二次激光熱處理對熔凝層深度的影響
    3.5 二次激光熱處理對激光熔凝層微觀形貌特征分析
        3.5.1 二次激光熱處理對熔凝層XRD物相分析
        3.5.2 二次激光熱處理熔凝層微觀組織分析
        3.5.3 二次激光熱處理熔凝層顯微硬度分析
    3.6 本章小結
第4章 蠕墨鑄鐵激光熔覆工藝試驗研究
    4.1 激光熔覆Ni201 工藝優(yōu)化
        4.1.1 工藝參數對涂層寬度的影響
        4.1.2 工藝參數對涂層高度的影響
        4.1.3 工藝參數對涂層熔深的影響
        4.1.4 工藝優(yōu)化的確定
    4.2 大面積激光熔覆Ni201 工藝與分析
        4.2.1 搭接率對涂層宏觀形貌的影響
        4.2.2 搭接率對涂層截面形貌特征分析
        4.2.3 Ni201 涂層微觀特征分析
    4.3 耐磨涂層實現與分析
    4.4 本章小結
第5章 涂層耐磨性能與結合強度實驗研究
    5.1 摩擦磨損性能及磨損機制
        5.1.1 表面強化層的平均硬度
        5.1.2 耐磨涂層磨損狀況分析
        5.1.3 磨痕形貌和磨損機制分析
    5.2 熔覆層結合強度分析
        5.2.1 熔覆層結合強度
        5.2.2 斷裂位置檢測
        5.2.3 斷口形貌與斷裂機理分析
    5.3 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
附錄 攻讀碩士期間取得的成果
致謝



本文編號：3777282