Cr12基表面激光熔覆制备Ni60B-WC/Co复合涂层工艺及其力学性能研究
发布时间：2021-01-10 19:52
磨损和疲劳是模具零部件在恶劣环境下工作时最常产生的表面失效机制。由于这些失效大部分始于表面,因此,在不影响零件表面性能的情况下,可以使用再制造技术对零部件表面进行修复,从而缩减企业成本。激光熔覆技术相比于其他表面再制造方法,具有稀释率低、凝固速度快等特点,可以在选定的基体上沉积厚度可控的涂层材料。本文运用多因素多水平多目标可视化设计（m3VD）方法设计试验方案,利用激光熔覆工艺制备Ni60B-WC/Co复合涂层。使用先进的材料表征技术（SEM/EDS、XRD）对复合涂层的微观组织结构与相成分进行分析,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对涂层的显微硬度和磨损性能进行测试,并对试验结果进行可视化分析,结果表明:（1）涂层组织致密,且与金属基体形成了良好的冶金结合;涂层主相为γ-（Ni,Fe）固溶体和少量未熔WC颗粒,还含有微量Cr23C6、Cr7C3、Co3W3C等弥散相;树枝晶组织主要为Ni基固溶体,枝晶间组织是由Co,Cr,W等元素形...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光熔覆送粉方法示意图
酒精溶液清洗表面油污。Cr12 模具钢化学成分见表 2-1。表 2-1 Cr12 模具钢的化学成分.2 熔覆材料试验选用Ni60B-WC/Co复合粉末作为熔覆材料，它是由雾化法生产的Ni60BWC/Co 粉末机械混合而成，粒度为 175 目~325 目。Ni60B 粉末的化学成分如2-2 所示。表 2-2 Ni60B 粉末的化学成分元素 Mn Cr C S Si Fe含量(%) ≤0.40 11.00~12.50 2.00~2.30 ≤0.03 ≤0.40 Bal元素 Si B Cr C Fe Ni含量(%) 3.0~4.5 2.5~4.5 14.0~17.0 0.6~1.0 ≤15.0 Bal
激光熔覆试验从实施到试验样品的制备所用设备如表 2-3 所示，其中，FL-DLight3-2000 半导体激光系统为主要试验设备，如图 2-2 所示。它是由三大模块组成：控制面板、送粉器和激光器及光路系统，具体包括送粉器、激光器、机械手臂、控制面板以及冷却系统等。激光器是激光熔覆系统的核心部件，由于半导体激光器光电转换效率高，而且重量轻、尺寸较小[50]所以被普遍使用。，表 2-3 试验设备及生产厂家序号 设备名称 生产厂家1 FL-DLight3-2000 半导体激光系 西安炬光科技有限公司2 DK7735 线切割机床 常州博锐格数控机械有限公司3 超声波清洗机 上海台姆超声设备有限公司4 MDP-2 金相试样抛光机 上海万衡精密仪器有限公司
【参考文献】：
期刊论文
[1]同步送粉式激光熔覆过程温度场数值模拟[J]. 孙福臻,曲文峰,杨立宁,邵东强. 机械设计与制造. 2017(10)
[2]模具的失效形式与修复分析[J]. 董兵天. 中国设备工程. 2017(14)
[3]表面热喷涂技术的研究[J]. 李帅伦. 河北农机. 2017(07)
[4]镍基合金在激光熔覆再制造中的应用研究综述[J]. 阿拉法特·买尔旦,乌日开西·艾依提,金济涛. 机械设计与制造. 2017(04)
[5]Q235钢表面等离子喷焊钴基自熔性高温合金工艺分析[J]. 赵洪运,田泽,贺文雄,张连旭. 焊接学报. 2017(02)
[6]H13钢表面激光熔覆铁基合金粉末的工艺研究[J]. 张德强,考锡俊,李金华. 机械设计与制造. 2016(10)
[7]表面技术在模具修复中的应用研究[J]. 陈望. 技术与市场. 2016(05)
[8]激光熔覆Ni-WC/Cr3C2涂层组织及性能[J]. 李美艳,韩彬,王勇,宋立新. 焊接学报. 2016(03)
[9]基于BP神经网络的Fe基合金粉末喷涂工艺参数优化[J]. 杨振凯,王海军,刘明,王晶晨. 表面技术. 2015(09)
[10]热喷涂技术制备陶瓷涂层的研究进展[J]. 朱昱,魏金栋,张宇,周燕琴,倪红军. 现代化工. 2015(08)
博士论文
[1]高强钢宽束激光熔覆镍基/陶瓷复合层组织与性能的研究[D]. 马群双.山东大学 2017
[2]YBCO涂层导体的化学溶液沉积制备技术及超导性能研究[D]. 金利华.陕西科技大学 2013
硕士论文
[1]H13钢激光表面强化与熔覆涂层的组织及磨损性能研究[D]. 杭文先.吉林大学 2017
[2]新型WC-Co热喷涂粉末HVOF涂层制备及性能研究[D]. 吴杰.江西理工大学 2016
[3]激光熔覆Co基合金熔覆层工艺及其性能研究[D]. 谢亮.燕山大学 2016
[4]半导体激光熔覆WC增强Ni、Co基合金的研究[D]. 翁志坤.华中科技大学 2016
[5]Cr12MoV模具钢激光熔覆实验研究[D]. 张哲豪.湘潭大学 2015
[6]镍包WC激光熔覆工艺及熔覆层特性研究[D]. 冯君.南京航空航天大学 2015
[7]齿轮用钢大面积激光熔覆镍基合金工艺的研究[D]. 刘建刚.石家庄铁道大学 2014
[8]可视化分析用于油茶籽油提取工艺优化及成分研究[D]. 胡献琴.安徽师范大学 2013
[9]模具材料激光表面强化技术研究[D]. 况敏.中南大学 2011
[10]Cr12类型钢制冷作模具失效分析研究[D]. 覃宁.华南理工大学 2010
本文编号：2969309
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光熔覆送粉方法示意图
酒精溶液清洗表面油污。Cr12 模具钢化学成分见表 2-1。表 2-1 Cr12 模具钢的化学成分.2 熔覆材料试验选用Ni60B-WC/Co复合粉末作为熔覆材料，它是由雾化法生产的Ni60BWC/Co 粉末机械混合而成，粒度为 175 目~325 目。Ni60B 粉末的化学成分如2-2 所示。表 2-2 Ni60B 粉末的化学成分元素 Mn Cr C S Si Fe含量(%) ≤0.40 11.00~12.50 2.00~2.30 ≤0.03 ≤0.40 Bal元素 Si B Cr C Fe Ni含量(%) 3.0~4.5 2.5~4.5 14.0~17.0 0.6~1.0 ≤15.0 Bal
激光熔覆试验从实施到试验样品的制备所用设备如表 2-3 所示，其中，FL-DLight3-2000 半导体激光系统为主要试验设备，如图 2-2 所示。它是由三大模块组成：控制面板、送粉器和激光器及光路系统，具体包括送粉器、激光器、机械手臂、控制面板以及冷却系统等。激光器是激光熔覆系统的核心部件，由于半导体激光器光电转换效率高，而且重量轻、尺寸较小[50]所以被普遍使用。，表 2-3 试验设备及生产厂家序号 设备名称 生产厂家1 FL-DLight3-2000 半导体激光系 西安炬光科技有限公司2 DK7735 线切割机床 常州博锐格数控机械有限公司3 超声波清洗机 上海台姆超声设备有限公司4 MDP-2 金相试样抛光机 上海万衡精密仪器有限公司
【参考文献】：
期刊论文
[1]同步送粉式激光熔覆过程温度场数值模拟[J]. 孙福臻,曲文峰,杨立宁,邵东强. 机械设计与制造. 2017(10)
[2]模具的失效形式与修复分析[J]. 董兵天. 中国设备工程. 2017(14)
[3]表面热喷涂技术的研究[J]. 李帅伦. 河北农机. 2017(07)
[4]镍基合金在激光熔覆再制造中的应用研究综述[J]. 阿拉法特·买尔旦,乌日开西·艾依提,金济涛. 机械设计与制造. 2017(04)
[5]Q235钢表面等离子喷焊钴基自熔性高温合金工艺分析[J]. 赵洪运,田泽,贺文雄,张连旭. 焊接学报. 2017(02)
[6]H13钢表面激光熔覆铁基合金粉末的工艺研究[J]. 张德强,考锡俊,李金华. 机械设计与制造. 2016(10)
[7]表面技术在模具修复中的应用研究[J]. 陈望. 技术与市场. 2016(05)
[8]激光熔覆Ni-WC/Cr3C2涂层组织及性能[J]. 李美艳,韩彬,王勇,宋立新. 焊接学报. 2016(03)
[9]基于BP神经网络的Fe基合金粉末喷涂工艺参数优化[J]. 杨振凯,王海军,刘明,王晶晨. 表面技术. 2015(09)
[10]热喷涂技术制备陶瓷涂层的研究进展[J]. 朱昱,魏金栋,张宇,周燕琴,倪红军. 现代化工. 2015(08)
博士论文
[1]高强钢宽束激光熔覆镍基/陶瓷复合层组织与性能的研究[D]. 马群双.山东大学 2017
[2]YBCO涂层导体的化学溶液沉积制备技术及超导性能研究[D]. 金利华.陕西科技大学 2013
硕士论文
[1]H13钢激光表面强化与熔覆涂层的组织及磨损性能研究[D]. 杭文先.吉林大学 2017
[2]新型WC-Co热喷涂粉末HVOF涂层制备及性能研究[D]. 吴杰.江西理工大学 2016
[3]激光熔覆Co基合金熔覆层工艺及其性能研究[D]. 谢亮.燕山大学 2016
[4]半导体激光熔覆WC增强Ni、Co基合金的研究[D]. 翁志坤.华中科技大学 2016
[5]Cr12MoV模具钢激光熔覆实验研究[D]. 张哲豪.湘潭大学 2015
[6]镍包WC激光熔覆工艺及熔覆层特性研究[D]. 冯君.南京航空航天大学 2015
[7]齿轮用钢大面积激光熔覆镍基合金工艺的研究[D]. 刘建刚.石家庄铁道大学 2014
[8]可视化分析用于油茶籽油提取工艺优化及成分研究[D]. 胡献琴.安徽师范大学 2013
[9]模具材料激光表面强化技术研究[D]. 况敏.中南大学 2011
[10]Cr12类型钢制冷作模具失效分析研究[D]. 覃宁.华南理工大学 2010
本文编号：2969309
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