真空环境与基体预热对激光熔覆Ni基WC涂层性能及缺陷改善的研究
发布时间：2021-02-28 14:02
激光熔覆是一种新兴的表面改性技术,可以在基体表面制备低稀释率、结合良好、高硬度、高耐磨性的熔覆层。但激光熔覆输入能量高,作用时间短,制备的涂层中往往存在着气孔和裂纹缺陷,这制约了激光熔覆技术的发展和应用。因此,研究如何解决激光熔覆层中的气孔和裂纹缺陷就显得十分有意义。本文通过试验的方法,利用Rofin FL020光纤激光器,通过控制试验的工艺参数,在基体预热以及真空环境下制备了最佳熔覆层,研究了基体预热与真空环境对激光熔覆Ni基WC涂层中气孔和裂纹缺陷的改善。使用SEM和EDS观测了熔覆层的微观组织以及各元素在熔覆层纵向的分布;使用XRD测试了熔覆层的物相组成;使用显微硬度仪、多功能摩擦磨损试验机测试了熔覆层的硬度、摩擦系数以及耐磨性。试验结果表明,基体预热可以有效改善涂层中的裂纹缺陷。当预热温度达到200℃时,涂层表面的宏观裂纹消失,涂层中的微裂纹数量也明显减少,但涂层中仍存在明显的气孔缺陷;涂层内部硬质相聚集现象消失,涂层组织更均匀;但随预热温度的增加,涂层稀释率增大,涂层中的树枝晶组织变大,对涂层综合性能的改善不明显。真空环境可以有效减少涂层中的气孔缺陷,但涂层表面还存在一些明显...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【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 课题研究的意义
1.2 激光熔覆技术
1.2.1 激光熔覆的特点
1.2.2 激光熔覆的方法
1.2.3 激光熔覆的熔覆材料
1.3 激光熔覆技术的研究现状
1.3.1 激光熔覆工艺参数的研究
1.3.2 激光熔覆材料的研究
1.3.3 激光熔覆辅助工艺的研究
1.4 课题研究的目的与内容
1.4.1 课题研究的目的
1.4.2 课题研究的内容
第2章 真空环境与基体预热激光熔覆涂层的试验方案
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料的选择
2.1.2 熔覆层材料的选择
2.1.3 粘接剂的选择
2.2 试验方法及试验设备
2.3 试验参数的确定
2.4 熔覆试样的处理及性能测试方法
2.4.1 涂层试样的处理
2.4.2 涂层硬度测试
2.4.3 微观组织及元素能谱分析
2.4.4 涂层的物相分析
2.4.5 涂层的耐磨性分析
2.5 本章小结
第3章 预热温度对涂层组织性能的影响
3.1 预热温度对涂层宏观形貌和微观组织的影响
3.1.1 预热温度对涂层宏观形貌的影响
3.1.2 预热温度对涂层微观组织的影响
3.2 预热温度对涂层元素分布和物相组成的影响
3.2.1 预热温度对涂层元素分布的影响
3.2.2 预热温度对涂层物相组成的影响
3.3 预热温度对涂层硬度和摩擦磨损性能的影响
3.3.1 预热温度对涂层硬度的影响
3.3.2 预热温度对涂层摩擦磨损性能的影响
3.4 本章小结
第4章 真空环境对涂层组织性能的影响
4.1 真空环境对涂层宏观形貌和微观组织的影响
4.1.1 真空环境对涂层宏观形貌的影响
4.1.2 真空环境对涂层微观组织的影响
4.2 真空环境对涂层元素分布和物相组成的影响
4.2.1 真空环境对涂层元素分布的影响
4.2.2 真空环境对涂层物相组成的影响
4.3 真空环境对涂层硬度和摩擦磨损性能的影响
4.3.1 真空环境对涂层硬度的影响
4.3.2 真空环境对涂层摩擦磨损性能的影响
4.4 本章小结
第5章 真空环境与基体预热对涂层组织性能的影响
5.1 真空环境与基体预热对涂层宏观形貌和微观组织的影响
5.1.1 真空环境与基体预热对涂层宏观形貌的影响
5.1.2 真空环境与基体预热对涂层微观组织的影响
5.2 真空环境与基体预热对涂层元素分布和物相组成的影响
5.2.1 真空环境与基体预热对涂层元素分布的影响
5.2.2 真空环境与基体预热对涂层物相组成的影响
5.3 真空环境与基体预热对涂层硬度和摩擦磨损性能的影响
5.3.1 真空环境与基体预热对涂层硬度的影响
5.3.2 真空环境与基体预热对涂层摩擦磨损性能的影响
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]NOS425钢铝合金压铸模早期开裂失效分析[J]. 郭联金,金林奎,孟鑫沛,李清彬. 锻压技术. 2019(08)
[2]影响激光熔覆层质量因素的研究[J]. 刘梅生,黎文强. 煤矿机械. 2019(07)
[3]化学气相沉积制备Co-Re合金涂层的热力学分析[J]. 敬瑀,龚伟,王恩泽. 功能材料. 2019(03)
[4]搭接率对送丝激光熔覆层的影响[J]. 王涵,周伟民,闵国全,宋志棠. 现代制造技术与装备. 2019(03)
[5]激光熔覆Ni基合金裂纹的形成机理及敏感性[J]. 张磊,陈小明,刘伟,姜志鹏,赵鹏,刘德有. 激光与光电子学进展. 2019(11)
[6]氧化锆基陶瓷热障涂层的研究进展[J]. 张巍. 航空工程进展. 2018(04)
[7]“中国制造2025”研究进展及评述[J]. 高青松,李婷. 工业技术经济. 2018(10)
[8]超声振动辅助激光熔覆钴基合金涂层的抗高温氧化性能[J]. 徐家乐,周建忠,谭文胜,孟宪凯,黄舒,何文渊. 中国激光. 2019(01)
[9]热喷涂零件界面裂纹扩展行为影响因素研究[J]. 温飞娟,董丽虹,王海斗,吕振林,底月兰. 材料导报. 2018(16)
[10]热喷涂涂层高温磨损性能的研究现状及发展趋势[J]. 李小兵,董天顺,李国禄,周秀锴,郑晓东. 热加工工艺. 2018(12)
博士论文
[1]真空熔覆Ni基合金—碳化钨和Co基合金—碳化钨复合涂层的制备及性能研究[D]. 黄新波.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]激光熔覆镍基复合涂层有限元模拟[D]. 刘学林.华东交通大学 2018
[2]感应熔覆TiC改性Ni基复合覆层研究[D]. 冯斯琦.武汉科技大学 2018
[3]40Cr表面梯度层热扩渗工艺及组织性能研究[D]. 张雨晴.重庆理工大学 2018
[4]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
[5]高频感应熔覆铁基合金涂层的组织与性能研究[D]. 姬红.山东大学 2015
[6]激光熔覆镍基合金组织与性能研究[D]. 孙晋华.大连理工大学 2014
[7]激光功率对Ni基-WC熔覆层组织与性能的影响[D]. 张雪.辽宁科技大学 2014
[8]球墨铸铁QT600-3表面激光多道淬火工艺的研究[D]. 罗旦.湖南大学 2013
[9]激光熔覆工艺基础研究[D]. 沈燕娣.上海海事大学 2006
本文编号：3055959
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【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 课题研究的意义
1.2 激光熔覆技术
1.2.1 激光熔覆的特点
1.2.2 激光熔覆的方法
1.2.3 激光熔覆的熔覆材料
1.3 激光熔覆技术的研究现状
1.3.1 激光熔覆工艺参数的研究
1.3.2 激光熔覆材料的研究
1.3.3 激光熔覆辅助工艺的研究
1.4 课题研究的目的与内容
1.4.1 课题研究的目的
1.4.2 课题研究的内容
第2章 真空环境与基体预热激光熔覆涂层的试验方案
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料的选择
2.1.2 熔覆层材料的选择
2.1.3 粘接剂的选择
2.2 试验方法及试验设备
2.3 试验参数的确定
2.4 熔覆试样的处理及性能测试方法
2.4.1 涂层试样的处理
2.4.2 涂层硬度测试
2.4.3 微观组织及元素能谱分析
2.4.4 涂层的物相分析
2.4.5 涂层的耐磨性分析
2.5 本章小结
第3章 预热温度对涂层组织性能的影响
3.1 预热温度对涂层宏观形貌和微观组织的影响
3.1.1 预热温度对涂层宏观形貌的影响
3.1.2 预热温度对涂层微观组织的影响
3.2 预热温度对涂层元素分布和物相组成的影响
3.2.1 预热温度对涂层元素分布的影响
3.2.2 预热温度对涂层物相组成的影响
3.3 预热温度对涂层硬度和摩擦磨损性能的影响
3.3.1 预热温度对涂层硬度的影响
3.3.2 预热温度对涂层摩擦磨损性能的影响
3.4 本章小结
第4章 真空环境对涂层组织性能的影响
4.1 真空环境对涂层宏观形貌和微观组织的影响
4.1.1 真空环境对涂层宏观形貌的影响
4.1.2 真空环境对涂层微观组织的影响
4.2 真空环境对涂层元素分布和物相组成的影响
4.2.1 真空环境对涂层元素分布的影响
4.2.2 真空环境对涂层物相组成的影响
4.3 真空环境对涂层硬度和摩擦磨损性能的影响
4.3.1 真空环境对涂层硬度的影响
4.3.2 真空环境对涂层摩擦磨损性能的影响
4.4 本章小结
第5章 真空环境与基体预热对涂层组织性能的影响
5.1 真空环境与基体预热对涂层宏观形貌和微观组织的影响
5.1.1 真空环境与基体预热对涂层宏观形貌的影响
5.1.2 真空环境与基体预热对涂层微观组织的影响
5.2 真空环境与基体预热对涂层元素分布和物相组成的影响
5.2.1 真空环境与基体预热对涂层元素分布的影响
5.2.2 真空环境与基体预热对涂层物相组成的影响
5.3 真空环境与基体预热对涂层硬度和摩擦磨损性能的影响
5.3.1 真空环境与基体预热对涂层硬度的影响
5.3.2 真空环境与基体预热对涂层摩擦磨损性能的影响
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]NOS425钢铝合金压铸模早期开裂失效分析[J]. 郭联金,金林奎,孟鑫沛,李清彬. 锻压技术. 2019(08)
[2]影响激光熔覆层质量因素的研究[J]. 刘梅生,黎文强. 煤矿机械. 2019(07)
[3]化学气相沉积制备Co-Re合金涂层的热力学分析[J]. 敬瑀,龚伟,王恩泽. 功能材料. 2019(03)
[4]搭接率对送丝激光熔覆层的影响[J]. 王涵,周伟民,闵国全,宋志棠. 现代制造技术与装备. 2019(03)
[5]激光熔覆Ni基合金裂纹的形成机理及敏感性[J]. 张磊,陈小明,刘伟,姜志鹏,赵鹏,刘德有. 激光与光电子学进展. 2019(11)
[6]氧化锆基陶瓷热障涂层的研究进展[J]. 张巍. 航空工程进展. 2018(04)
[7]“中国制造2025”研究进展及评述[J]. 高青松,李婷. 工业技术经济. 2018(10)
[8]超声振动辅助激光熔覆钴基合金涂层的抗高温氧化性能[J]. 徐家乐,周建忠,谭文胜,孟宪凯,黄舒,何文渊. 中国激光. 2019(01)
[9]热喷涂零件界面裂纹扩展行为影响因素研究[J]. 温飞娟,董丽虹,王海斗,吕振林,底月兰. 材料导报. 2018(16)
[10]热喷涂涂层高温磨损性能的研究现状及发展趋势[J]. 李小兵,董天顺,李国禄,周秀锴,郑晓东. 热加工工艺. 2018(12)
博士论文
[1]真空熔覆Ni基合金—碳化钨和Co基合金—碳化钨复合涂层的制备及性能研究[D]. 黄新波.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]激光熔覆镍基复合涂层有限元模拟[D]. 刘学林.华东交通大学 2018
[2]感应熔覆TiC改性Ni基复合覆层研究[D]. 冯斯琦.武汉科技大学 2018
[3]40Cr表面梯度层热扩渗工艺及组织性能研究[D]. 张雨晴.重庆理工大学 2018
[4]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
[5]高频感应熔覆铁基合金涂层的组织与性能研究[D]. 姬红.山东大学 2015
[6]激光熔覆镍基合金组织与性能研究[D]. 孙晋华.大连理工大学 2014
[7]激光功率对Ni基-WC熔覆层组织与性能的影响[D]. 张雪.辽宁科技大学 2014
[8]球墨铸铁QT600-3表面激光多道淬火工艺的研究[D]. 罗旦.湖南大学 2013
[9]激光熔覆工艺基础研究[D]. 沈燕娣.上海海事大学 2006
本文编号：3055959
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