本文關(guān)鍵詞：高速鋼仿生表面的摩擦磨損性能研究

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【摘要】：磨損會造成零部件的失效，是機械設(shè)備面臨的主要問題。高速鋼具有較高的硬度和強度，是制造切削工具和模具的主要材料。提高高速鋼材料的耐磨性，對提高刀具和模具的壽命有重要意義。仿生學(xué)的興起為材料的耐磨性設(shè)計提供了新的思路。本文仿照自然界生物的體表形態(tài)，采用激光熔凝技術(shù)和激光熔覆技術(shù)對高速鋼材料表面進行處理，以實現(xiàn)增強高速鋼材料的耐磨性。 本文設(shè)計了凸包形、凹坑形、條紋形和網(wǎng)格形4種仿生織構(gòu)，研究了激光加工參數(shù)與仿生織構(gòu)尺寸的對應(yīng)關(guān)系。采用激光熔凝技術(shù)加工出凸包形和凹坑形試件，采用激光熔覆技術(shù)加工出Ni基WC粉末凸包形、Al2O3粉末條紋形、Al2O3粉末網(wǎng)格形、Ni基WC粉末條紋形和Ni基WC粉末網(wǎng)格形試件。對織構(gòu)表面進行了金相試驗和硬度測試，觀察和分析了其組織結(jié)構(gòu)的變化。進行了不同仿生織構(gòu)試件的摩擦磨損試驗，研究了織構(gòu)的尺寸和間距對試件耐磨性和摩擦系數(shù)的影響。 研究表明，仿生織構(gòu)的尺寸隨激光的電流和脈寬呈線性關(guān)系增加。通過金相觀察到織構(gòu)的晶粒普遍細化現(xiàn)象。相比基體材料，，織構(gòu)表面的硬度均有所提高，表面硬度與織構(gòu)尺寸呈線性關(guān)系。與表面未經(jīng)激光處理的光滑試件相比，每種織構(gòu)試件的磨損量減少�？傮w來講，激光熔覆處理試件的耐磨性要優(yōu)于激光熔凝處理的試件。對比凸包形和凹坑形試件，凹坑形試件的耐磨性要優(yōu)于凸包形試件。對比5種激光熔覆處理的試件，Al2O3粉末條紋形試件的耐磨性最好，然后依次為Al2O3粉末網(wǎng)格形、Ni基WC粉末條紋形、Ni基WC粉末網(wǎng)格形和Ni基WC粉末凸包形試件。
【關(guān)鍵詞】：仿生 磨損 高速鋼 表面處理
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG178;TH117.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 選題意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-16
• 1.2.1 仿生耐磨技術(shù)8-13
• 1.2.2 表面織構(gòu)13-16
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容16-18
• 2 試驗方法18-42
• 2.1 仿生表面的設(shè)計與加工18-26
• 2.1.1 試驗材料18-19
• 2.1.2 仿生表面織構(gòu)的形態(tài)、尺寸和分布設(shè)計19-20
• 2.1.3 仿生表面織構(gòu)的加工20-26
• 2.2 仿生表面織構(gòu)的組織結(jié)構(gòu)26-32
• 2.2.1 金相試驗材料26
• 2.2.2 金相試驗設(shè)備26-27
• 2.2.3 金相試驗方法27-28
• 2.2.4 仿生表面織構(gòu)的金相組織28-32
• 2.3 仿生表面的硬度測試32-39
• 2.3.1 硬度測試設(shè)備32-33
• 2.3.2 硬度測試方法33-34
• 2.3.3 硬度測試結(jié)果34-39
• 2.4 摩擦磨損試驗39-42
• 2.4.1 摩擦磨損試驗設(shè)備39-41
• 2.4.2 摩擦磨損試機工作原理41-42
• 3 激光熔凝仿生表面的摩擦磨損性能42-60
• 3.1 試驗方法42-43
• 3.2 普通試件的磨損特性43-44
• 3.3 凸包織構(gòu)試件的磨損特性44-49
• 3.4 凹坑織構(gòu)試件的磨損特性49-53
• 3.5 凸包和凹坑織構(gòu)試件磨損性能的比較53-54
• 3.6 磨損機理分析54-59
• 3.7 本章小結(jié)59-60
• 4 激光粉末熔覆表面的摩擦磨損性能60-89
• 4.1 試驗方法60-61
• 4.2 Ni 基 WC 粉末凸包織構(gòu)試件的磨損特性61-64
• 4.3 激光熔覆 Ni 基 WC 粉末凸包和激光熔凝凸包試件耐磨性的比較64-65
• 4.4 Al_2O_3粉末條紋織構(gòu)試件的磨損特性65-70
• 4.5 Al_2O_3粉末網(wǎng)格織構(gòu)試件的磨損特性70-75
• 4.6 Ni 基 WC 粉末條紋織構(gòu)試件的磨損特性75-78
• 4.7 Ni 基 WC 粉末網(wǎng)格織構(gòu)試件的磨損特性78-82
• 4.8 激光粉末熔覆試件耐磨性的比較82-86
• 4.9 磨損形貌分析86-88
• 4.10 本章小結(jié)88-89
• 5 結(jié)論與展望89-91
• 參考文獻91-96
• 在學(xué)研究成果96-97
• 致謝97

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本文編號：788127