面向先进再制造的35CrMo钢激光熔覆实验研究

发布时间：2020-05-01 12:14

【摘要】：激光熔覆作为一种新型的表面工程技术,因其具有结合强度高、稀释率低、效率高、对工件的热和变形影响小等优点而被广泛应用于再制造生产领域当中。激光熔覆层质量的好坏直接影响到工件再制造后的使用寿命,而熔覆层横截面的几何特征与组织形貌、尺寸精度以及物理性能之间有着密切的关系,对其进行深入研究对提高再制造产品的服役性能具有重要的现实意义。本文以3540铁基合金粉末为熔覆材料,35CrMo钢为基体材料,选择合适的工艺参数(离焦量、扫描速度、激光功率)进行单道和双道激光熔覆实验,在显微镜下观察不同工艺参数下熔覆层的横截面形貌,并对表征熔覆层几何特征的高度、宽度以及熔池深度等参数进行测量,研究熔覆层的几何特征与其质量和性能的内在关系。具体研究内容如下:1.在一定的送粉速度下,分析各工艺参数对激光熔覆后熔覆层几何特征及性能的影响。实验数据结果表明:无论是单道还是双道熔覆层,熔覆层宽度随离焦量的变大而增大,随着扫描速度的增加,熔覆层高度、宽度以及熔池深度都呈递减的趋势,随着激光功率的增加,熔覆层宽度、高度以及熔池深度都相应增大。当工艺参数为激光功率2.5KW、离焦量+20mm、扫描速度6mm/s时,稀释率接近10%,能获得形状规则符合生产要求的熔覆层。2.对实验样品的显微组织和硬度进行观察与测定,并做对比分析。实验结果表明:熔覆层硬度由表及里先增大后减小,横向的硬度值变化不大。稀释接近10%时,熔覆层枝晶间结合紧密有序,晶粒呈细小的等轴状,熔覆层的硬度值最大。相同工艺参数下,双道熔覆层搭接区的硬度比单道熔覆层的硬度值低。3.在实验步骤1,2的研究基础上,为进一步提高熔覆层的耐磨性,在3540铁基合金粉末中分别添加质量分数为5%、10%、15%、20%的TiB2粉末进行激光熔覆,分析试验后不同百分比TiB2添加量对熔覆层性能的影响。实验结果表明:10%TiB2添加量熔覆层的摩擦磨损性能最好。本文通过研究工艺参数与熔覆层几何特征及性能之间的关系,对实现激光熔覆再制造的快速工艺规划、改善熔覆层的组织和提高熔覆层的质量具有一定的参考价值。
【图文】：

的实际应力超过材料的屈服强度所致，脆性断裂时零件未经明显的变形而发生的逡逑断裂，断裂时材料几乎没有发生过塑性变形，疲劳断裂是指由于在局部应力集中逡逑或强度较低部位首先产生裂纹，裂纹随后扩展导致的断裂。如图１．１邋（Ｃ）为轴的逡逑断裂失效图。世界上每年都有若干飞机发生灾难性事故，８０％是由于各种部件的疲逡逑劳断裂，飞机失事造成巨大的经济损失和人员伤亡。逡逑因此及时发现机械零部件的失效情况，并采取相应的措施解决零件的失效情逡逑况，不仅能有效的避免安全问题，还能降低生产成本带来显著的经济效益。逡逑１．２．２修复方法逡逑表面工程技术是表面经过预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技逡逑术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应逡逑力状况，以获得表面所需性能的系统工程。在再制造技术体系中，各种表面工程逡逑技术特别是表面覆层技术又是实现再制造的关键技术

预置粉末,同步式,方式,送粉

同步式送粉方式是在激光熔覆的同时送粉加工，而同步式送粉又可以分为伴逡逑轴同步式送粉和侧轴同步式送粉。同步式送粉是在进行激光熔覆的同时在将要形逡逑成熔池的基体表面通过自由落体的方式送入激光熔覆粉末，，如图１．６所示。同步式逡逑送粉对粉末的目数要求比较高，粉末在自由落体的过程中，不能发生粘壁、不能逡逑６逡逑
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4

【参考文献】