發(fā)布時間：2021-05-06 02:58

　　鈦合金具有密度小、比強度高等優(yōu)點,廣泛用于醫(yī)療和航空航天等領(lǐng)域。但鈦合金的摩擦系數(shù)大、耐磨性差,限制了其應(yīng)用范圍。激光熔覆是一種綠色再制造工藝,涂層與基體可實現(xiàn)冶金結(jié)合,已成為鈦合金表面改性的重要方式。鈦合金激光熔覆的主要問題是氧化、氫化和裂紋。本文從硬件和材料出發(fā),有效抑制了熔覆過程中的氧化、氫化現(xiàn)象,避免了裂紋的形成,提高了熔覆層的耐磨性。本文設(shè)計的隨行保護裝置主要由3股環(huán)形氣流組成:內(nèi)側(cè)環(huán)形氣流用于束縛粉末,保護熔池;中部氣流用于保護600℃以上區(qū)域的作用,抑制氧化;外側(cè)氣流用于排除空氣。研究表明,該隨行保護裝置的氣體消耗量少,可在開放環(huán)境下對鈦合金零部件進行激光熔覆再制造�；陔S行保護裝置,本文對激光熔覆用鈦合金粉末進行了設(shè)計和優(yōu)化。研究表明,當激光功率為1750W,掃描速度為6mm/s,送粉速率為8g/min,預(yù)熱溫度為400℃,熔覆粉末Al2O3-SiC-Ag-Ti配比為2.5:0.5:10:87時,可以獲得質(zhì)量較好的熔覆層。通過對熔覆層顯微組織、顯微硬度和耐磨性的分析發(fā)現(xiàn),納米Al2O3顆粒在熔池凝固過程中,可有效阻止晶粒長大,細化晶粒,起到彌散強化的作用;Ag和SiC可... 

【文章來源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 激光熔覆簡介
        1.1.2 鈦合金激光熔覆研究現(xiàn)狀
    1.2 本論文研究目的及主要內(nèi)容
第2章 材料制備與性能表征
    2.1 試驗材料
        2.1.1 基體材料
        2.1.2 溶凝膠法配制Ti-Al_2O_3熔覆材料
        2.1.3 機械混合Ag粉與SiC晶須
    2.2 激光熔覆試驗設(shè)備
    2.3 熔覆層分析測試方法
        2.3.1 樣品制備
        2.3.2 顯微組織及物相成分分析
        2.3.3 耐磨性能檢測
    2.4 本章小結(jié)
第3章 隨行保護裝置設(shè)計
    3.1 激光熔覆過程溫度場仿真
        3.1.1 有限元模型建立
        3.1.2 熱源模型
        3.1.3 溫度場仿真結(jié)果
    3.2 隨行保護裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.3 隨行保護氣流壓力
    3.4 本章小結(jié)
第4章 工藝參數(shù)及材料成分優(yōu)化
    4.1 激光熔覆工藝參數(shù)優(yōu)化
        4.1.1 單因素試驗與結(jié)果分析
        4.1.2 正交試驗與結(jié)果分析
        4.1.3 預(yù)熱對熔覆層內(nèi)部質(zhì)量的影響
    4.2 激光熔覆材料研究
        4.2.1 Ti-Al_2O_3成分含量研究
        4.2.2 SiC晶須含量研究
        4.2.3 Ag粉含量研究
    4.3 本章小結(jié)
第5章 熔覆層性能分析
    5.1 熔覆層的硬度分析
        5.1.1 Ti-Al_2O_3粉末熔覆層顯微硬度
        5.1.2 Al_2O_3-SiC-Ag-Ti熔覆層顯微硬度
    5.2 熔覆層的顯微組織分析
        5.2.1 Ti-Al_2O_3包覆粉末熔覆層顯微組織
        5.2.2 Al_2O_3-SiC-Ag-Ti熔覆層顯微組織
    5.3 熔覆層的耐磨性分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高功率雙包層摻銩光纖放大器溫度分布特性（英文）[J]. 張海偉,盛泉,史偉,白曉磊,付士杰,姚建銓.  紅外與激光工程. 2017(06)
[2]包覆性材料的研究進展[J]. 陳華,鞠景喜,魏小娟,施春苗,魏青,王惟.  浙江冶金. 2016(Z2)
[3]激光熔覆修復(fù)航空發(fā)動機風(fēng)扇機匣TC4鈦合金靜子葉片[J]. 羅奎林,郭雙全,何勇,付俊波.  中國表面工程. 2015(06)
[4]TC4鈦合金高溫氧化行為[J]. 曾尚武,江海濤,趙愛民.  稀有金屬材料與工程. 2015(11)
[5]激光加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 唐霞輝.  金屬加工(熱加工). 2015(04)
[6]預(yù)熱對Al2O3陶瓷激光熔覆層溫度梯度影響的模擬[J]. 吳東江,吳楠,楊策,馬廣義,康仁科.  稀有金屬材料與工程. 2013(10)
[7]TC4鈦合金表面激光熔覆原位制備TiB陶瓷涂層的微觀組織特征與硬度特性[J]. 林英華,陳志勇,李月華,朱衛(wèi)華,文向東,王新林.  紅外與激光工程. 2012(10)
[8]激光熔覆工藝參數(shù)對單道熔覆層宏觀尺寸的影響[J]. 黃鳳曉,江中浩,張健.  熱加工工藝. 2010(18)
[9]基于生死單元的激光熔覆溫度場數(shù)值模擬[J]. 趙洪運,舒鳳遠,張洪濤,楊賢群.  焊接學(xué)報. 2010(05)
[10]加熱溫度對純鈦氧化增重及表面形貌的影響[J]. 李俊剛,呂迎,金云學(xué),宋照偉,王彥清.  熱處理技術(shù)與裝備. 2007(05)

碩士論文
[1]TC4合金激光熔覆耐磨自潤滑涂層的組織與性能研究[D]. 周丹丹.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]Al（OH）3膠體和SiO2膠體的制備及其對鈾的吸附機理研究[D]. 張琪.南華大學(xué) 2014



本文編號：3171100