激光熔覆制备Ni-Ti-Nb合金涂层的工艺及性能研究

发布时间：2021-05-23 02:45

　　本文采用Nd:YAG固体激光器在TC4钛合金表面进行激光熔覆原位制备Ni-Ti-Nb合金涂层,通过试验分析探究激光工艺参数对涂层性能的影响规律,解决激光熔覆工艺参数优化和Ni、Ti、Nb金属粉末设计等关键问题,形成高质量Ni-Ti-Nb合金涂层,并对其组织性能、力学性能进行分析。选取激光器电流、频率、脉宽、离焦量、扫描速率五个工艺参数,首先通过单因素试验分析,探究其对涂层力学性能的影响规律,通过探究发现,这五种工艺参数均是通过改变热输入量而影响涂层力学性能,其中电流、频率、脉宽增大,则激光熔覆热输入量增加;离焦量绝对值、扫描速率增大,则热输入量减小。当热输入量不足以使涂层与基体形成熔池或熔池较浅时,涂层厚度过薄,与基体结合强度不高;反之,则涂层氧化程度增加厚度减小,涂层性能受到影响。基于单因素试验结果,运用正交试验对激光熔覆工艺参数进行优化选择,通过对正交试验结果进行极差和方差分析,得到本文试验条件下的最优工艺参数:激光器电流为185 A,频率为17 Hz,离焦量为15 mm,扫描速率为400 mm/min,脉宽为5.5 ms。在最优工艺参数下运用混料均匀设计,进行粉末成分优化,通过回... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 激光熔覆技术
        1.1.1 激光熔覆的原理和用途
        1.1.2 激光熔覆工艺参数
        1.1.3 激光熔覆技术的特点
        1.1.4 激光熔覆的填粉方式
        1.1.5 激光熔覆材料
        1.1.6 国内外研究现状
    1.2 激光熔覆制备Ni-Ti-Nb记忆合金涂层设计思想
    1.3 本文的研究意义及内容
2 工艺参数对Ni-Ti-Nb合金涂层性能的影响
    2.1 试验材料及其预处理
        2.1.1 基体材料及其预处理
        2.1.2 熔覆粉末
    2.2 激光熔覆试验设备
    2.3 激光熔覆工艺参数选取
    2.4 显微硬度分析
    2.5 激光熔覆工艺参数对硬度的影响
        2.5.1 激光器电流对涂层硬度的影响
        2.5.2 扫描速率对涂层硬度的影响
        2.5.3 离焦量对涂层硬度的影响
        2.5.4 频率对涂层硬度的影响
        2.5.5 脉宽对涂层硬度的影响
    2.6 本章小结
3 激光熔覆工艺参数优化和成分设计
    3.1 正交试验优化工艺参数
        3.1.1 正交试验设计
        3.1.2 正交试验极差分析
        3.1.3 正交试验方差分析
    3.2 激光熔覆制备Ni-Ti-Nb合金涂层粉末成分设计
        3.2.1 混料均匀设计
        3.2.2 试验方案
    3.3 本章小结
4 Ni-Ti-Nb合金涂层的组织性能和力学性能分析
    4.1 研究方法与性能表征
        4.1.1 显微组织分析
        4.1.2 涂层成分分析
        4.1.3 XRD分析
        4.1.4 摩擦性能分析
    4.2 组织性能分析
        4.2.1 Ni-Ti-Nb合金涂层的表面形貌
        4.2.2 Ni-Ti-Nb合金涂层的组织形貌
        4.2.3 热处理对Ni-Ti-Nb合金涂层的组织形貌的影响
        4.2.4 显微组织及成分分析
    4.3 力学性能分析
        4.3.1 硬度分析
        4.3.2 摩擦性能分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：3202134