等离子熔覆再制造发动机缸盖的组织及性能研究
发布时间：2022-07-13 15:24
随着绿色低碳循环经济体系的开展及汽车行业的快速发展,汽车零部件的再制造行业呈现欣欣向荣的景象。缸盖作为汽车发动机中的重要组成元件,其结构复杂且制造成本较高,采用先进的再制造技术对失效的缸盖进行表面修复使其恢复甚至超过原有工作性能显得尤为重要,并产生巨大的经济效益和社会效益。等离子熔覆技术是一个新兴的极有发展前景的金属表面改性和再制造技术,已广泛应用于水利、煤矿、冶金、海洋、矿山及机械等行业。因此,将等离子熔覆再制造技术应用于发动机缸盖的修复,延长其使用寿命,发挥其最大工程应用价值,是一种新型绿色循环经济的探索和研究思路。本文以失效的发动机缸盖为研究对象,了解其工作条件和服役环境,并对缸盖常见的失效形式与失效原因进行较为系统的分析。发动机缸盖主要失效原因与形式为冷热循环下导致的疲劳开裂损伤。课题基于缸盖服役环境和基体材料特性,采用等离子熔覆技术在HT250表面制备Ni45合金熔覆层。通过系统正交试验以及多指标极差分析,获得最佳等离子熔覆相关工艺参数。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及X射线衍射法（XRD）等现代测试手段对最佳工艺参数下熔覆层的微观...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 发动机缸盖常用材料与修复方法
1.2.1 常用材料
1.2.2 修复方法
1.3 熔覆技术在铸铁表面的研究现状
1.3.1 熔覆材料体系
1.3.2 铸铁表面熔覆技术的应用
1.4 等离子熔覆技术
1.4.1 等离子熔覆技术原理与特点
1.4.2 熔覆材料
1.4.3 等离子熔覆技术的研究现状
1.5 课题主要研究内容与技术路线
1.5.1 课题主要研究内容
1.5.2 技术路线
2 试验方法
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 熔覆材料
2.2 熔覆层制备
2.3 组织分析与性能测试
2.3.1 组织分析
2.3.2 性能测试
3 熔覆层制备工艺研究
3.1 正交试验法和正交试验设计
3.1.1 正交试验法
3.1.2 正交试验设计
3.2 正交试验结果及分析
3.2.1 熔覆层表观质量
3.2.2 界面结合质量
3.2.3 残余应力
3.3 正交优化分析
3.4 工艺参数对熔覆层质量的影响
3.4.1 工艺参数对熔覆层表观质量的影响
3.4.2 工艺参数对熔覆层界面结合质量的影响
3.4.3 工艺参数对熔覆层残余应力的影响
3.5 本章小结
4 熔覆层组织结构与缺陷分析
4.1 熔覆层组织分析
4.1.1 熔覆区
4.1.2 结合区
4.1.3 热影响区
4.2 熔覆层物相组成分析
4.3 界面元素扩散
4.4 缺陷分析
4.4.1 白口组织
4.4.2 气孔
4.4.3 裂纹
4.5 本章小结
5 熔覆层综合性能评价
5.1 弹性模量
5.2 显微硬度
5.3 拉伸试验
5.4 冲击试验
5.5 热疲劳试验
5.6 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微束等离子熔覆道的综合质量优化分析（英文）[J]. 周晨,田文华,章桥新,李雪伍,汤名锴. Journal of Central South University. 2018(10)
[2]稀土CeO2对AlCoCuFeMnNi高熵合金组织与性能的影响[J]. 彭竹琴,李俊魁,卢金斌,马明星,吴玉萍. 材料工程. 2018(08)
[3]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)
[4]刮板输送机中部槽再制造技术研究现状[J]. 王海燕,王茜,李振岗. 电焊机. 2017(11)
[5]激光熔覆原位合成TiC-VC复合增强镍基涂层的研究[J]. 丁阳喜,陈元凯,邵晓峰,丁洁. 热加工工艺. 2017(18)
[6]刮板输送机中部槽再制造技术及工艺可行性研究[J]. 赵占林,张健,刘混举. 机械工程与自动化. 2017(04)
[7]激光熔覆技术的研究进展[J]. 张瑞珠,李林杰,唐明奇,任洋洋. 热处理技术与装备. 2017(03)
[8]等离子弧金属快速成型设备控制系统设计[J]. 许可可,陈克选,袁亮文,仇文杰. 电焊机. 2017(04)
[9]球墨铸铁表面激光熔覆TiC/钴基合金组织和性能研究[J]. 童文辉,赵子龙,张新元,王杰,国旭明,段新华,刘豫. 金属学报. 2017(04)
[10]热喷涂粉尘理化特性及危害研究[J]. 李海军,李新宇,黄海鸿,詹绍义. 工业安全与环保. 2017(03)
博士论文
[1]灰铸铁和球墨铸铁等离子束与激光束表面强化研究[D]. 程秀.华中科技大学 2014
[2]灰铸铁装备表面激光热修复关键技术研究[D]. 伊鹏.中国石油大学（华东） 2011
硕士论文
[1]高速列车制动盘激光熔覆工艺及性能研究[D]. 马元明.西南交通大学 2017
[2]铸铁制动盘仿生表面的激光熔覆制备研究[D]. 朱旭.吉林大学 2017
[3]铸铁激光再制造技术的研究[D]. 张坤.浙江工业大学 2017
[4]高锰钢上等离子熔覆镍基合金数值模拟与组织性能分析[D]. 刘岗.广东工业大学 2016
[5]高锰钢表面等离子熔覆Fe-Cr-Ni合金涂层的组织与性能研究[D]. 杨宏欢.广东工业大学 2016
[6]不同工艺条件下A356铝合金组织和热疲劳性能的研究[D]. 丁冉.江苏大学 2016
[7]表观缺陷及残余应力对钢管—焊接空心球节点疲劳强度的影响分析[D]. 王飞.太原理工大学 2014
[8]发动机关键零件尺寸恢复技术研究[D]. 陈利修.上海交通大学 2013
[9]等离子控制原位合成TiC/Ni复合涂层的研究[D]. 胡俊华.河海大学 2007
本文编号：3660287
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 发动机缸盖常用材料与修复方法
1.2.1 常用材料
1.2.2 修复方法
1.3 熔覆技术在铸铁表面的研究现状
1.3.1 熔覆材料体系
1.3.2 铸铁表面熔覆技术的应用
1.4 等离子熔覆技术
1.4.1 等离子熔覆技术原理与特点
1.4.2 熔覆材料
1.4.3 等离子熔覆技术的研究现状
1.5 课题主要研究内容与技术路线
1.5.1 课题主要研究内容
1.5.2 技术路线
2 试验方法
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 熔覆材料
2.2 熔覆层制备
2.3 组织分析与性能测试
2.3.1 组织分析
2.3.2 性能测试
3 熔覆层制备工艺研究
3.1 正交试验法和正交试验设计
3.1.1 正交试验法
3.1.2 正交试验设计
3.2 正交试验结果及分析
3.2.1 熔覆层表观质量
3.2.2 界面结合质量
3.2.3 残余应力
3.3 正交优化分析
3.4 工艺参数对熔覆层质量的影响
3.4.1 工艺参数对熔覆层表观质量的影响
3.4.2 工艺参数对熔覆层界面结合质量的影响
3.4.3 工艺参数对熔覆层残余应力的影响
3.5 本章小结
4 熔覆层组织结构与缺陷分析
4.1 熔覆层组织分析
4.1.1 熔覆区
4.1.2 结合区
4.1.3 热影响区
4.2 熔覆层物相组成分析
4.3 界面元素扩散
4.4 缺陷分析
4.4.1 白口组织
4.4.2 气孔
4.4.3 裂纹
4.5 本章小结
5 熔覆层综合性能评价
5.1 弹性模量
5.2 显微硬度
5.3 拉伸试验
5.4 冲击试验
5.5 热疲劳试验
5.6 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微束等离子熔覆道的综合质量优化分析（英文）[J]. 周晨,田文华,章桥新,李雪伍,汤名锴. Journal of Central South University. 2018(10)
[2]稀土CeO2对AlCoCuFeMnNi高熵合金组织与性能的影响[J]. 彭竹琴,李俊魁,卢金斌,马明星,吴玉萍. 材料工程. 2018(08)
[3]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)
[4]刮板输送机中部槽再制造技术研究现状[J]. 王海燕,王茜,李振岗. 电焊机. 2017(11)
[5]激光熔覆原位合成TiC-VC复合增强镍基涂层的研究[J]. 丁阳喜,陈元凯,邵晓峰,丁洁. 热加工工艺. 2017(18)
[6]刮板输送机中部槽再制造技术及工艺可行性研究[J]. 赵占林,张健,刘混举. 机械工程与自动化. 2017(04)
[7]激光熔覆技术的研究进展[J]. 张瑞珠,李林杰,唐明奇,任洋洋. 热处理技术与装备. 2017(03)
[8]等离子弧金属快速成型设备控制系统设计[J]. 许可可,陈克选,袁亮文,仇文杰. 电焊机. 2017(04)
[9]球墨铸铁表面激光熔覆TiC/钴基合金组织和性能研究[J]. 童文辉,赵子龙,张新元,王杰,国旭明,段新华,刘豫. 金属学报. 2017(04)
[10]热喷涂粉尘理化特性及危害研究[J]. 李海军,李新宇,黄海鸿,詹绍义. 工业安全与环保. 2017(03)
博士论文
[1]灰铸铁和球墨铸铁等离子束与激光束表面强化研究[D]. 程秀.华中科技大学 2014
[2]灰铸铁装备表面激光热修复关键技术研究[D]. 伊鹏.中国石油大学（华东） 2011
硕士论文
[1]高速列车制动盘激光熔覆工艺及性能研究[D]. 马元明.西南交通大学 2017
[2]铸铁制动盘仿生表面的激光熔覆制备研究[D]. 朱旭.吉林大学 2017
[3]铸铁激光再制造技术的研究[D]. 张坤.浙江工业大学 2017
[4]高锰钢上等离子熔覆镍基合金数值模拟与组织性能分析[D]. 刘岗.广东工业大学 2016
[5]高锰钢表面等离子熔覆Fe-Cr-Ni合金涂层的组织与性能研究[D]. 杨宏欢.广东工业大学 2016
[6]不同工艺条件下A356铝合金组织和热疲劳性能的研究[D]. 丁冉.江苏大学 2016
[7]表观缺陷及残余应力对钢管—焊接空心球节点疲劳强度的影响分析[D]. 王飞.太原理工大学 2014
[8]发动机关键零件尺寸恢复技术研究[D]. 陈利修.上海交通大学 2013
[9]等离子控制原位合成TiC/Ni复合涂层的研究[D]. 胡俊华.河海大学 2007
本文编号：3660287
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