發(fā)布時間：2023-04-23 15:49

　　隨著人類社會的進步和工業(yè)化進程的深入,可持續(xù)發(fā)展的要求成為繼續(xù)發(fā)展制造業(yè)的首要目標。利用激光熔覆手段在報廢零件或廉價金屬表面包覆具有特殊性能的熔覆層,不僅可以實現(xiàn)報廢零件的再制造,而且提高了零件表面的耐磨、耐腐蝕性能,體現(xiàn)了激光熔覆在可持續(xù)制造領域的優(yōu)越性和先進性。采用機械加工的方法可以提高激光熔覆表面的表面質(zhì)量,滿足零件再次使用的尺寸和精度要求。而且,激光熔覆與機械加工的結合實現(xiàn)了高效率、高精度以及更加柔性化的制造過程。激光熔覆層的后續(xù)機械加工過程決定了熔覆表面最終的幾何形狀、表面粗糙度和應力狀態(tài)等,并決定其服役性能的優(yōu)劣性。本文以液壓立柱為研究對象,在45鋼基體表面制備激光熔覆層,開發(fā)液壓立柱的修復再制造技術,在報廢液壓立柱表面重新獲得具有良好耐腐蝕的高性能熔覆層。該技術實現(xiàn)了資源循環(huán)再利用,體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢,對于建設節(jié)約型社會有著廣泛而深遠的意義。首先,利用激光熔覆技術在45鋼表面制備了厚度不小于1.5 mm、組織致密、無裂紋、低孔隙率、高結合強度、高硬度、高力學強度并具有良好耐腐蝕性的Cr/Ni基合金熔覆層。通過對激光熔覆材料性能的表征,分析了表面熔覆層的機械加工方案。其...

【文章頁數(shù)】：196 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstrat
主要符號及其單位
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 可持續(xù)制造與再制造研究背景
    1.3 與增減材混合制造相關的切削加工技術
        1.3.1 增材制造零件進行后續(xù)切削加工的必要性
        1.3.2 涂覆類零件進行后續(xù)切削加工的挑戰(zhàn)
        1.3.3 涂覆層后續(xù)切削加工的可行性與研究現(xiàn)狀
    1.4 機械加工對耐腐蝕性的影響
    1.5 存在問題
    1.6 研究目標和研究內(nèi)容
        1.6.1 研究目標
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 45鋼表面激光熔覆層的制備及其材料性能分析
    2.1 引言
    2.2 45鋼表面激光熔覆層的制備
        2.2.1 激光熔覆表面修復再制造技術
        2.2.2 45鋼表面激光熔覆層的制備過程
    2.3 熔覆層材料性能表征
        2.3.1 實驗方法
        2.3.2 物理性能分析
            2.3.2.1 表面熔覆層元素及物相分析
            2.3.2.2 表面熔覆層微觀組織分析
        2.3.3 力學性能分析
            2.3.3.1 表面熔覆層顯微硬度分析
            2.3.3.2 表面熔覆層的壓縮力學性能
        2.3.4 耐腐蝕性能
    2.4 本章小結
第三章 激光熔覆異質(zhì)分層材料的切削特性
    3.1 引言
    3.2 異質(zhì)分層材料非連續(xù)變形問題的提出
    3.3 直角切削激光熔覆異質(zhì)分層材料的應力分布
        3.3.1 直角切削激光熔覆異質(zhì)分層材料的應力分析
        3.3.2 直角切削近表面塑性變形層深度模型
        3.3.3 激光熔覆分層材料切削的臨界條件分析
    3.4 直角切削應力模型的實驗驗證
        3.4.1 直角切削實驗設計
        3.4.2 直角切削應力模型的實驗驗證
        3.4.3 刀具前角對臨界條件的影響
        3.4.4 切削力波動對臨界條件的影響
            3.4.4.1 切削力時域與頻域特性分析
            3.4.4.2 切屑形態(tài)對切削力波動的影響
    3.5 直角切削模型在車削過程中的應用
    3.6 本章小結
第四章 wiper刀片大進給車削熔覆材料的表面完整性
    4.1 引言
    4.2 wiper刀片介紹
    4.3 wiper刀片車削-滾壓復合加工熔覆材料預實驗
    4.4 wiper刀片車削-滾壓復合加工熔覆材料的表面完整性
        4.4.1 加工工藝對已加工表面形貌及表面粗糙度的影響
        4.4.2 加工工藝對表層顯微硬度的影響
        4.4.3 加工工藝對表面殘余應力的影響
        4.4.4 加工工藝對孔隙率的影響
        4.4.5 加工工藝對界面結合強度的影響
    4.5 wiper刀片車削-滾壓復合加工的表面完整性圖譜評價
        4.5.1 基于極圖的表面完整性評價模型
        4.5.2 wiper刀片車削-滾壓復合加工表面完整性評價
        4.5.3 wiper刀片大進給車削-滾壓復合加工的提出
    4.6 wiper刀片大進給車削加工的三維表面形貌
        4.6.1 基于幾何-運動學的三維表面形貌建模
        4.6.2 wiper刀片車削三維表面形貌模型的實驗驗證
        4.6.3 進給量及刀尖圓弧對已加工表面輪廓的敏感性分析
        4.6.4 wiper刀片大進給車削過程刀具磨損
    4.7 wiper刀片大進給車削加工的材料去除率
        4.7.1 基于蒙特卡羅方法的車削加工材料去除率建模
        4.7.2 車削材料去除率模型的修正
        4.7.3 切削用量及刀具幾何參數(shù)對材料去除率的影響
    4.8 wiper刀片大進給切削加工進給量的優(yōu)化選擇
        4.8.1 wiper刀片大進給切削加工的表面完整性
        4.8.2 wiper刀片大進給切削加工的單位比能
    4.9 本章小結
第五章 wiper刀片車滾復合加工對熔覆層耐腐蝕性的影響
    5.1 引言
    5.2 粗糙度與耐腐蝕性相關性的研究現(xiàn)狀及其局限性
        5.2.1 非機械加工產(chǎn)生的粗糙度對耐腐蝕性的影響
        5.2.2 傳統(tǒng)耐腐蝕性研究的局限性及研究問題的提出
    5.3 車削加工引起的表面粗糙度對耐腐蝕性的影響
        5.3.1 基于功函數(shù)的粗糙表面腐蝕電位模型
        5.3.2 車削表面粗糙度對耐腐蝕性的影響因素分析
    5.4 wiper刀片車削-滾壓復合加工表面完整性強化機理
        5.4.1 車-滾復合加工對表面形貌的影響
        5.4.2 車-滾復合加工對表層微觀組織的影響
        5.4.3 車-滾復合加工對表層顯微硬度的影響
        5.4.4 車-滾復合加工對表面殘余應力的影響
    5.5 車-滾復合加工對耐腐蝕性的影響
        5.5.1 動電位極化曲線分析
        5.5.2 EIS阻抗譜分析車滾復合加工表面的耐腐蝕性
        5.5.3 EIS阻抗的敏感性分析
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間所發(fā)表的論文及科研情況
致謝
應用證明
發(fā)表的代表性英文論文
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3800004