双道激光加工小模数齿轮齿面镍基合金涂层的应用研究
发布时间：2021-04-21 17:08
为了提高小模数齿轮表面镍基合金涂层的质量效果,本文中提出一种使用双道激光依次加工齿轮齿顶和齿底部位镍基合金涂层的加工方法,并与传统单道齿面激光熔覆的效果进行对比分析。主要研究内容如下:（1）分析了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响以及齿面单道激光熔覆在不同激光功率密度下的熔覆层显微组织形貌以及元素成分,实验结果表明:随着激光功率密度的增加,熔覆层内部的柱状晶枝变多,晶间组织的含量越少,熔覆层与基材之间亮白色冶金结合带越发明显,熔覆层表面的均匀性和连续性都有较大提高并且截面形貌发生改变。当激光功率密度为31.8 KW·S·CM-2时可以看出熔覆层冶金结合带区域与基材之间的孔隙基本消失,熔覆层与基材之间的结合牢固,过渡更加自然,但熔覆层的稀释率较大、对基材的齿顶部位的烧蚀明显、基材熔深深度较大以及涂层组织晶粒过于粗大的问题并没有得到很好解决。（2）对小模数齿面单道激光制备镍基合金涂层容易产生熔覆缺陷的原因进行分析:一方面激光光源为高斯热源,光源中间能量较高,容易造成齿面中部基材熔深较大影响涂层组织性能;另一方面小模数齿轮齿形特殊,齿顶部位较薄,在加工过程中容易对齿顶部...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 激光熔覆技术
1.2.1 激光熔覆技术概述
1.2.2 激光熔覆技术的应用
1.3 镍基合金熔覆涂层的相关基础研究
1.4 齿面激光熔覆技术的应用研究
1.5 本文的研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
第2章 激光工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响
2.1 引言
2.2 激光熔覆过程中金属材料的熔凝机理
2.2.1 材料在激光热作用下的物态变化
2.2.4 激光熔覆过程中熔池的转变过程
2.3 实验材料及设备
2.4 激光熔覆工艺参数的制定
2.5 熔覆涂层形貌尺寸的变化规律
2.6 涂层截面形貌与涂层稀释率的关系
2.7 本章小结
第3章 齿面单道激光熔覆涂层的制备与分析
3.1 引言
3.2 实验材料及设备的选取
3.3 齿面单道激光熔覆涂层工艺参数的制定
3.3.1 齿面边缘防塌陷工艺研究
3.3.2 齿面单道激光熔覆工艺参数的选取
3.4 基材合金化区域面积对涂层稀释率的影响
3.5 激光功率密度对涂层显微组织构成的影响规律
3.6 激光功率密度对涂层元素含量变化的影响规律
3.7 齿面单道激光熔覆功率密度的确定
3.8 本章小结
第4章 齿面双道激光熔覆涂层的制备及分析
4.1 引言
4.2 齿面单道激光熔覆涂层的优化思路
4.3 齿面双道激光熔覆涂层工艺参数的制定
4.3.1 双道1mm光斑下熔覆涂层的制备及分析
4.3.2 双道1.5mm光斑下熔覆涂层的制备及分析
4.4 双道激光工艺对熔覆层组织、相结构的影响
4.5 单道与双道激光工艺下熔覆层质量对比分析
4.5.1 齿顶烧蚀程度和涂层稀释率的对比分析
4.5.2 熔覆层显微组织形貌对比分析
4.5.3 熔覆层显微硬度对比分析
4.6 齿面双道激光熔覆工艺参数的确定
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 研究工作的主要结论
5.2 研究工作的创新点
5.3 研究工作的展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同工艺制备镍基合金涂层的耐高温磨损性能[J]. 刘栋,张磊,刘哲,李秉忠. 机械工程材料. 2019(01)
[2]大模数齿条裂纹等离子弧熔覆修复试验[J]. 于双洋,石端伟,李智,张阳,程熊豪. 焊接技术. 2018(11)
[3]关于机械齿轮传动及传动失效的特性分析[J]. 姚建安. 南方农机. 2018(17)
[4]表层绝热对定向凝固Ni60合金涂层凝固行为的影响[J]. 路阳,巩禄,杨效田,肖荣振,段军灵,付小月. 中国表面工程. 2018(04)
[5]扫描速率对激光熔覆镍基合金涂层性能的影响[J]. 刘鹏良,孙文磊,王恪典,黄海博. 激光技术. 2018(06)
[6]激光功率对激光熔覆镍基合金涂层组织与性能的影响[J]. 邓德伟,孙晋华,王鑫林,张洪潮. 稀有金属. 2016(01)
[7]45号钢基体光纤激光熔覆镍基合金的组织与性能[J]. 何力佳,赵晓杰,王函,高睿,赵佳红. 特种铸造及有色合金. 2015(09)
[8]45钢表面激光熔覆铁基和镍基合金涂层的比较研究[J]. 张艳丽,杨小玉,何斌锋,戴君. 热加工工艺. 2015(10)
[9]45钢基体上激光熔覆Ni60A合金涂层的显微组织和高温摩擦学行为（英文）[J]. 张健,胡玉,谭小军,郭亮,张庆茂. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(05)
[10]合金成分对镍基合金激光熔覆涂层组织与性能的影响[J]. 董刚,严彪,邓琦林,余廷. 材料科学与工程学报. 2011(02)
博士论文
[1]齿轮激光表面处理的若干关键技术研究[D]. 石娟.同济大学 2006
硕士论文
[1]失效零件几何形貌检测与激光熔覆可修复性研究[D]. 王鑫龙.新疆大学 2018
[2]激光增材制备碳纤维增强镍基涂层组织及性能研究[D]. 石川.天津工业大学 2018
[3]齿轮激光熔覆再制造研究[D]. 康聚生.燕山大学 2016
[4]轧机齿面激光熔覆/冲击制备自润滑耐磨涂层工艺研究[D]. 毛加成.江苏大学 2016
[5]采煤机大齿轮的激光熔覆再制造关键技术研究[D]. 陈曦.哈尔滨工业大学 2015
[6]基于45号钢材料激光熔覆技术研究[D]. 李娜.辽宁工业大学 2015
[7]激光熔覆修复技术及熔覆层组织性能研究[D]. 谈辉.天津大学 2014
[8]小模数齿轮激光熔覆修复工艺试验研究[D]. 鲍志军.上海海事大学 2007
本文编号：3152152
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 激光熔覆技术
1.2.1 激光熔覆技术概述
1.2.2 激光熔覆技术的应用
1.3 镍基合金熔覆涂层的相关基础研究
1.4 齿面激光熔覆技术的应用研究
1.5 本文的研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
第2章 激光工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响
2.1 引言
2.2 激光熔覆过程中金属材料的熔凝机理
2.2.1 材料在激光热作用下的物态变化
2.2.4 激光熔覆过程中熔池的转变过程
2.3 实验材料及设备
2.4 激光熔覆工艺参数的制定
2.5 熔覆涂层形貌尺寸的变化规律
2.6 涂层截面形貌与涂层稀释率的关系
2.7 本章小结
第3章 齿面单道激光熔覆涂层的制备与分析
3.1 引言
3.2 实验材料及设备的选取
3.3 齿面单道激光熔覆涂层工艺参数的制定
3.3.1 齿面边缘防塌陷工艺研究
3.3.2 齿面单道激光熔覆工艺参数的选取
3.4 基材合金化区域面积对涂层稀释率的影响
3.5 激光功率密度对涂层显微组织构成的影响规律
3.6 激光功率密度对涂层元素含量变化的影响规律
3.7 齿面单道激光熔覆功率密度的确定
3.8 本章小结
第4章 齿面双道激光熔覆涂层的制备及分析
4.1 引言
4.2 齿面单道激光熔覆涂层的优化思路
4.3 齿面双道激光熔覆涂层工艺参数的制定
4.3.1 双道1mm光斑下熔覆涂层的制备及分析
4.3.2 双道1.5mm光斑下熔覆涂层的制备及分析
4.4 双道激光工艺对熔覆层组织、相结构的影响
4.5 单道与双道激光工艺下熔覆层质量对比分析
4.5.1 齿顶烧蚀程度和涂层稀释率的对比分析
4.5.2 熔覆层显微组织形貌对比分析
4.5.3 熔覆层显微硬度对比分析
4.6 齿面双道激光熔覆工艺参数的确定
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 研究工作的主要结论
5.2 研究工作的创新点
5.3 研究工作的展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同工艺制备镍基合金涂层的耐高温磨损性能[J]. 刘栋,张磊,刘哲,李秉忠. 机械工程材料. 2019(01)
[2]大模数齿条裂纹等离子弧熔覆修复试验[J]. 于双洋,石端伟,李智,张阳,程熊豪. 焊接技术. 2018(11)
[3]关于机械齿轮传动及传动失效的特性分析[J]. 姚建安. 南方农机. 2018(17)
[4]表层绝热对定向凝固Ni60合金涂层凝固行为的影响[J]. 路阳,巩禄,杨效田,肖荣振,段军灵,付小月. 中国表面工程. 2018(04)
[5]扫描速率对激光熔覆镍基合金涂层性能的影响[J]. 刘鹏良,孙文磊,王恪典,黄海博. 激光技术. 2018(06)
[6]激光功率对激光熔覆镍基合金涂层组织与性能的影响[J]. 邓德伟,孙晋华,王鑫林,张洪潮. 稀有金属. 2016(01)
[7]45号钢基体光纤激光熔覆镍基合金的组织与性能[J]. 何力佳,赵晓杰,王函,高睿,赵佳红. 特种铸造及有色合金. 2015(09)
[8]45钢表面激光熔覆铁基和镍基合金涂层的比较研究[J]. 张艳丽,杨小玉,何斌锋,戴君. 热加工工艺. 2015(10)
[9]45钢基体上激光熔覆Ni60A合金涂层的显微组织和高温摩擦学行为（英文）[J]. 张健,胡玉,谭小军,郭亮,张庆茂. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(05)
[10]合金成分对镍基合金激光熔覆涂层组织与性能的影响[J]. 董刚,严彪,邓琦林,余廷. 材料科学与工程学报. 2011(02)
博士论文
[1]齿轮激光表面处理的若干关键技术研究[D]. 石娟.同济大学 2006
硕士论文
[1]失效零件几何形貌检测与激光熔覆可修复性研究[D]. 王鑫龙.新疆大学 2018
[2]激光增材制备碳纤维增强镍基涂层组织及性能研究[D]. 石川.天津工业大学 2018
[3]齿轮激光熔覆再制造研究[D]. 康聚生.燕山大学 2016
[4]轧机齿面激光熔覆/冲击制备自润滑耐磨涂层工艺研究[D]. 毛加成.江苏大学 2016
[5]采煤机大齿轮的激光熔覆再制造关键技术研究[D]. 陈曦.哈尔滨工业大学 2015
[6]基于45号钢材料激光熔覆技术研究[D]. 李娜.辽宁工业大学 2015
[7]激光熔覆修复技术及熔覆层组织性能研究[D]. 谈辉.天津大学 2014
[8]小模数齿轮激光熔覆修复工艺试验研究[D]. 鲍志军.上海海事大学 2007
本文编号：3152152
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3152152.html
