密封半球阀激光熔覆再制造的研究

发布时间：2017-07-30 10:18

  本文关键词：密封半球阀激光熔覆再制造的研究

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【摘要】：密封半球阀作为工业生产管线介质输送的主要部件,不仅是制造装备业的重要组成部分之一,还是流体输送系统中不可或缺的控制部件。由于半球阀的阀芯在开启和关闭的过程中将受到高温高压气体携带的颗粒物的冲刷磨损,对密封表面造成破坏,致使密封不严,最终导致半球阀失效报废。对磨损失效的半球阀密封工作面实行再制造修复,是延长密封半球阀使用寿命,降低企业成本的有效途径,也是国内外各相关厂家及科研院所研究的重要课题。本文着重从实验的角度展开对密封半球阀的激光熔覆再制造的研究,主要内容如下:(1)分析了密封半球阀的工况条件,着重对开启和关闭的过程中,密封工作表面受到的颗粒物的冲击进行分析,得出密封半球阀失效的主要原因、形式和失效位置,为密封半球阀密封表面的修复与再制造研究打下了基础。(2)根据激光熔覆合金粉末的设计原则并考虑半球阀的工况条件、使用性能的要求,设计了BQF-1、BQF-2两种铁基合金粉末作为冲蚀磨损失效密封半球阀再制造修复备用粉末,同时研究了熔覆效果的控制方法。(3)依次将BQF-1、BQF-2两种熔覆合金粉末在与密封半球阀相同材质的试板上进行激光熔覆实验研究,确定了相应的激光熔覆工艺参数。观察了熔覆过程中的熔覆现象,并对不同功率下两种粉末的激光熔覆效果进行了对比分析,确定了较佳熔覆试验参数。(4)对熔覆实验制得的两种熔覆层分别进行了金相组织观察、显微硬度测量、喷砂实验、宏观硬度、冲击韧性和摩擦磨损性能对比实验。通过对实验结果的分析对比,发现激光熔覆BQF-1合金粉末所制得熔覆层与基材有着良好的冶金结合,力学性能、耐磨性、耐冲刷性较佳,能够满足密封半球阀密封工作面的再制造修复要求。(5)在失效的半球阀阀芯、阀座的密封工作面处进行了激光熔覆BQF-1复合合金粉末的再制造修复实践,经宏观观察及无损探伤检测未在熔覆层上发现裂纹、缩孔等缺陷,进一步验证了激光熔覆BQF-1复合合金粉末修复密封半球阀的可行性。
【关键词】：密封半球阀 磨损失效 铁基合金 激光熔覆 再制造
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH134;TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景10
• 1.2 密封半球阀的工作原理及损伤失效形式10-12
• 1.3 国内外研究现状12-16
• 1.3.1 密封半球阀的应用研究现状12-13
• 1.3.2 再制造技术的研究现状13-14
• 1.3.3 激光熔覆技术研究现状14-16
• 1.4 课题研究的主要内容16-17
• 第2章 激光熔覆粉末设计及熔覆层质量控制17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 激光熔覆技术17-18
• 2.2.1 激光熔覆原理17
• 2.2.2 激光熔覆工艺的流程17-18
• 2.3 激光熔覆材料类型18-20
• 2.3.1 自熔性合金粉末18-19
• 2.3.2 复合粉末19
• 2.3.3 陶瓷粉末19-20
• 2.4 激光熔覆合金粉末设计原则20-21
• 2.5 合金粉末熔覆层质量控制及其影响因素21-26
• 2.5.1 合金熔覆层的质量控制21-26
• 2.5.2 影响合金熔覆层质量的其他物理性因素26
• 2.6 密封半球阀合金粉末的设计26-28
• 2.6.1 基材理化性质26-27
• 2.6.2 密封半球阀合金粉末的成分设计27-28
• 2.7 激光熔覆工艺研究28-32
• 2.7.1 激光熔覆实验设备28-29
• 2.7.2 激光熔覆BQF-1、BQF-2 两种合金粉末实验步骤29-30
• 2.7.3 激光熔覆实验过程观察分析30-32
• 2.8 本章小结32-34
• 第3章 合金熔覆层组织与性能的对比分析34-50
• 3.1 引言34
• 3.2 硬度测试34-35
• 3.2.1 实验准备34
• 3.2.2 硬度对比实验34-35
• 3.3 冲击韧性对比分析35-38
• 3.3.1 实验准备35
• 3.3.2 冲击韧性实验过程35-38
• 3.4 组织对比分析38-40
• 3.4.1 实验准备38-39
• 3.4.2 合金熔覆层的组织分析39-40
• 3.5 显微硬度测试40-42
• 3.6 摩擦磨损性能对比分析42-48
• 3.6.1 摩擦磨损试样的制备43-44
• 3.6.2 摩擦磨损实验过程44-45
• 3.6.3 磨损量对比分析45-46
• 3.6.4 摩擦系数对比分析46-47
• 3.6.5 摩擦系数稳定性对比试验47-48
• 3.7 冲蚀性能对比分析48-49
• 3.8 本章小结49-50
• 第4章 密封半球阀的实际再制造工艺过程50-55
• 4.1 引言50
• 4.2 激光熔覆密封半球阀注意事项50-51
• 4.3 激光熔覆密封半球阀方案51-53
• 4.4 激光熔覆效果评价53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果60-61
• 致谢61

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本文编号：593738