大多數(shù)零件的失效都是由零件表面發(fā)生的磨損、腐蝕、壓潰和扭曲甚至疲勞斷裂所引起的。從表面開始并慢慢地向內(nèi)部蔓延,逐漸地演變成各類裂紋源痕跡,最后導(dǎo)致斷裂促使整個零件報廢。采用等離子噴涂和激光重熔技術(shù)復(fù)合工藝對基材表面進(jìn)行強(qiáng)化處理,可以有效地提高基材表面耐磨、耐高溫和耐沖蝕等相關(guān)性能,促使更多高熔點高硬度材料被廣泛應(yīng)用,拓寬了材料使用范圍。本文采用等離子噴涂設(shè)備在45鋼表面上制備了Fe基Ni/WC涂層,再進(jìn)行激光重熔處理。并建立三維有限元分析模型,探討了激光重熔工藝參數(shù)對重熔過程溫度場變化規(guī)律的影響,深入研究了激光重熔Fe基Ni/WC陶瓷涂層工藝參數(shù)優(yōu)化的界面行為,并基于響應(yīng)曲面法建立激光重熔工藝參數(shù)與涂層孔隙率之間預(yù)測模型。主要研究成果包括以下幾方面:（1）通過熱結(jié)構(gòu)有限元基本理論,施加合理的熱邊界條件。計算出相應(yīng)材料熱物性參數(shù),選取高斯移動熱源模型。通過ANSYS有限元軟件建立激光重熔三維溫度場模型,得出了不同激光工藝參數(shù)下重熔過程溫度場的變化情況。為后續(xù)章節(jié)中實驗過程參數(shù)的優(yōu)化提供了理論支撐。（2）采用SEM設(shè)備檢測出噴涂層界面分布著較大的孔洞和明顯的層間裂紋,表現(xiàn)為機(jī)械結(jié)合,經(jīng)激光... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 課題來源
    1.3 熱噴涂技術(shù)
        1.3.1 等離子噴涂技術(shù)
        1.3.2 等離子噴涂存在的優(yōu)點和不足
    1.4 激光表面改性技術(shù)
        1.4.1 激光重熔技術(shù)原理
        1.4.2 激光重熔工藝特點
        1.4.3 激光工藝參數(shù)對復(fù)合涂層質(zhì)量影響
    1.5 激光重熔層微觀缺陷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.5.1 激光重熔層微觀缺陷產(chǎn)生的研究現(xiàn)狀
        1.5.2 激光重熔層微觀缺陷消除的研究現(xiàn)狀
    1.6 激光重熔有限元模擬的研究現(xiàn)狀
    1.7 研究的主要內(nèi)容
第二章 實驗材料、設(shè)備及方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 基體材料的選擇
        2.1.2 涂層材料的選擇
    2.2 實驗設(shè)備及過程
        2.2.1 等離子噴涂設(shè)備
        2.2.2 激光重熔設(shè)備
    2.3 組織與性能測試
        2.3.1 微觀組織
        2.3.2 孔隙率測定
        2.3.3 顯微硬度
        2.3.4 二次枝晶間距
    2.4 文章小結(jié)
第三章 基于ANSYS的激光重熔溫度場有限元分析
    3.1 激光重熔溫度場的熱分析理論
    3.2 激光重熔有限元模型的建立
        3.2.1 模型建立及網(wǎng)格劃分
        3.2.2 激光熱源的確定
        3.2.3 材料熱物性參數(shù)
        3.2.4 工藝參數(shù)的設(shè)置
    3.3 溫度場分布
    3.4 激光功率對溫度場的影響
        3.4.1 同一時刻的溫度場分析
        3.4.2 不同節(jié)點的溫度場分析
        3.4.3 實驗驗證
    3.5 掃描速度對溫度場的影響
        3.5.1 同一時刻的溫度場分析
        3.5.2 不同節(jié)點的溫度場分析
        3.5.3 實驗驗證
    3.6 本章小結(jié)
第四章 激光重熔層工藝參數(shù)優(yōu)化的界面行為研究
    4.1 等離子噴涂的微觀形貌
    4.2 激光功率對重熔層界面微觀組織及性能的影響
        4.2.1 微觀形貌
        4.2.2 物相分析
        4.2.3 界面元素分布
        4.2.4 孔隙率分析
        4.2.5 顯微硬度分析
    4.3 掃描速度對重熔層界面微觀組織及性能的影響
        4.3.1 微觀形貌
        4.3.2 物相分析
        4.3.3 界面元素分布
        4.3.4 枝晶生長行為
        4.3.5 顯微硬度分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于響應(yīng)曲面法的重熔層孔隙率工藝參數(shù)優(yōu)化
    5.1 響應(yīng)曲面方法概述
        5.1.1 響應(yīng)曲面法的特點
        5.1.2 響應(yīng)曲面法的分類
    5.2 試驗設(shè)計與分析
        5.2.1 顯著性分析與響應(yīng)方程的建立
        5.2.2 孔隙率的響應(yīng)曲面
        5.2.3 模型最優(yōu)預(yù)測
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]超聲波對激光熔覆Ni60B及WC/Ni60B涂層的影響研究[D]. 曹亞男.廣東工業(yè)大學(xué) 2012
[3]激光重熔等離子噴涂鐵基非晶合金涂層的組織和性能研究[D]. 魏海宏.天津大學(xué) 2010
[4]鈦合金表面激光熔覆鎳包石墨涂層的研究[D]. 張曉東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[5]激光材料表面處理過程的數(shù)值模擬[D]. 伏云昌.昆明理工大學(xué) 2004



本文編號：3200853