球墨铸铁轧辊激光熔覆表面修复的研究
发布时间：2021-08-02 19:59
激光熔覆技术是以高能激光束为能量输入在需要强化修复的金属表面生成满足预期需求涂层的表面改性技术,该技术中激光束功率、位置和形状等易控制,容易实现选区甚至微区熔覆,且涂层材料选择灵活,在球墨铸铁轧辊修复方面有着重要意义。本论文围绕球墨铸铁激光熔覆表面修复展开,探索总结球墨铸铁表面激光熔覆技术存在的阻碍与难点,应用304不锈钢、Ni25镍基合金、F321不锈钢、Stellite6钴基合金作为熔覆涂层材料,进行有效激光熔覆方案的实验研究。研究中通过不同熔覆参数的调整,制备出形成冶金结合的熔覆涂层,借助分析设备,对制备样品的宏观形貌、微观组织、硬度分布等进行研究总结,得出优化的熔覆工艺参数:熔覆粉末预置厚度1mm,功率1100W,扫描速度100 mm/min。表面熔覆材料以镍基合金综合效果最优,硬度过渡平稳,可有效缓解基体热影响区开裂造成的缺陷。此外,鉴于球墨铸铁激光熔覆的一个重要挑战是获得一个形状可控、结构致密、稳定无裂纹且附着良好的熔覆轨迹,论文以水平集方法、动量守恒定律、质量守恒关系、能量守恒关系为基础,对这一工艺下的外观成型仿真进行了有限元模型的搭建,并通过更改仿真参数进行测试。通过测...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
丝材激光熔覆加工示意图
上海交通大学硕士学位论文13进入熔池，在激光与熔池热源的直接接触下充分熔化，并使涂层材料与基体表层材料一定程度上相混合，达到紧密结合二者的效果[8]。该同步送粉的熔覆加工形式如图1-2所示。其工艺加工流程主要包括三步，基体材料表面的预加工处理、一并进行的送粉操作与激光加热熔化，以及最后进行的后热处理。同步送粉熔覆的加工过程中，自动化易实现、激光能量利用率高、成形气孔较少性良好[9]。3)预置粉末式熔覆此种熔覆方式是在工过程开始之前将涂层材料粉末以喷涂或粘合[10]的方式预先铺置在待加工工件表面之后利用激光束能量对其进行激光加工的熔覆方法[8]。相关符合要求的涂层材料一般以板材、丝材或者粉末的形式预先铺置加入。几种形式的涂层材料当中，一般以粉末形式进行铺置的操作较为常见。通常预置粉末式的激光熔覆加工的工艺步骤可以分为：待加工材料表面的预处理、涂层材料的铺置、激光扫描熔化，以及最后进行的后热处理。在这当中的熔覆加工形式如图1-3所示。图1-2同步送粉式激光熔覆加工示意图Figure1-2Illustrationforsynchronouspowderfeedinglasercladding图1-3预置粉末式激光熔覆加工示意图Figure1-3Illustrationforpresetpowderlasercladding
上海交通大学硕士学位论文13进入熔池，在激光与熔池热源的直接接触下充分熔化，并使涂层材料与基体表层材料一定程度上相混合，达到紧密结合二者的效果[8]。该同步送粉的熔覆加工形式如图1-2所示。其工艺加工流程主要包括三步，基体材料表面的预加工处理、一并进行的送粉操作与激光加热熔化，以及最后进行的后热处理。同步送粉熔覆的加工过程中，自动化易实现、激光能量利用率高、成形气孔较少性良好[9]。3)预置粉末式熔覆此种熔覆方式是在工过程开始之前将涂层材料粉末以喷涂或粘合[10]的方式预先铺置在待加工工件表面之后利用激光束能量对其进行激光加工的熔覆方法[8]。相关符合要求的涂层材料一般以板材、丝材或者粉末的形式预先铺置加入。几种形式的涂层材料当中，一般以粉末形式进行铺置的操作较为常见。通常预置粉末式的激光熔覆加工的工艺步骤可以分为：待加工材料表面的预处理、涂层材料的铺置、激光扫描熔化，以及最后进行的后热处理。在这当中的熔覆加工形式如图1-3所示。图1-2同步送粉式激光熔覆加工示意图Figure1-2Illustrationforsynchronouspowderfeedinglasercladding图1-3预置粉末式激光熔覆加工示意图Figure1-3Illustrationforpresetpowderlasercladding
【参考文献】：
期刊论文
[1]球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的组织与性能[J]. 童文辉,赵子龙,王杰,国旭明,段新华,刘豫. 稀有金属. 2017(12)
[2]曲面零件的激光熔覆路径规划[J]. 陈影,孙文磊,黄勇,周超军. 激光与光电子学进展. 2016(06)
[3]激光熔覆工艺修复轧辊技术研究[J]. 孙丽萍,邹轩,许伟明. 电子科技. 2015(03)
[4]激光熔覆铁基耐磨合金技术的研究进展[J]. 李庆棠,符寒光,雷永平. 北京工业大学学报. 2013(10)
[5]高硬度铁基熔覆层组织、成分及耐蚀性[J]. 李美艳,韩彬,高宁,王勇,潘蛟亮. 中国激光. 2013(05)
[6]球墨铸铁轧辊表面强化研究[J]. 卢金. 电焊机. 2013(01)
[7]激光加工机器人修复电铲提升卷筒油封接触面工艺研究[J]. 张英余,辛志杰. 铸造技术. 2012(08)
[8]H13模具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织和性能[J]. 钱星月,童和强,张丹莉,程虎. 冶金丛刊. 2011(05)
[9]轧辊的失效及其激光修复与强化技术[J]. 陈长军,张敏,张诗昌,常庆明,陈霞,闫文青. 物理测试. 2009(01)
[10]铁基高铬合金激光熔覆层和堆焊层的组织性能对比[J]. 孙宜华,李晨辉,熊惟皓,宋武林,游敏. 机械工程材料. 2008(01)
硕士论文
[1]轧机齿面激光熔覆/冲击制备自润滑耐磨涂层工艺研究[D]. 毛加成.江苏大学 2016
[2]基于激光熔覆技术的轧辊再制造研究[D]. 王三星.燕山大学 2015
[3]激光熔覆熔池图像检测试验研究[D]. 陈殿炳.上海交通大学 2015
[4]高铬铸钢表面激光熔覆陶瓷相增强Fe基熔覆层的研究[D]. 王振坤.山东大学 2014
[5]激光表面处理球墨铸铁轧辊的性能研究[D]. 董士龙.沈阳工业大学 2014
[6]球墨铸铁表面激光熔覆高钒高速钢涂层的工艺优化与组织性能[D]. 吕建斌.东北大学 2013
[7]耐磨陶瓷—金属复合材料熔覆层的制备及特性研究[D]. 隗龙.华北电力大学 2013
[8]结晶器铜板表面激光熔覆强化的实验研究[D]. 高森.上海交通大学 2013
[9]同轴送粉式激光熔覆气体—粉末流对熔池形貌的影响研究[D]. 李媛媛.湖南大学 2012
[10]45号钢激光表面改性技术的研究[D]. 李传强.汕头大学 2011
本文编号：3318181
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
丝材激光熔覆加工示意图
上海交通大学硕士学位论文13进入熔池，在激光与熔池热源的直接接触下充分熔化，并使涂层材料与基体表层材料一定程度上相混合，达到紧密结合二者的效果[8]。该同步送粉的熔覆加工形式如图1-2所示。其工艺加工流程主要包括三步，基体材料表面的预加工处理、一并进行的送粉操作与激光加热熔化，以及最后进行的后热处理。同步送粉熔覆的加工过程中，自动化易实现、激光能量利用率高、成形气孔较少性良好[9]。3)预置粉末式熔覆此种熔覆方式是在工过程开始之前将涂层材料粉末以喷涂或粘合[10]的方式预先铺置在待加工工件表面之后利用激光束能量对其进行激光加工的熔覆方法[8]。相关符合要求的涂层材料一般以板材、丝材或者粉末的形式预先铺置加入。几种形式的涂层材料当中，一般以粉末形式进行铺置的操作较为常见。通常预置粉末式的激光熔覆加工的工艺步骤可以分为：待加工材料表面的预处理、涂层材料的铺置、激光扫描熔化，以及最后进行的后热处理。在这当中的熔覆加工形式如图1-3所示。图1-2同步送粉式激光熔覆加工示意图Figure1-2Illustrationforsynchronouspowderfeedinglasercladding图1-3预置粉末式激光熔覆加工示意图Figure1-3Illustrationforpresetpowderlasercladding
上海交通大学硕士学位论文13进入熔池，在激光与熔池热源的直接接触下充分熔化，并使涂层材料与基体表层材料一定程度上相混合，达到紧密结合二者的效果[8]。该同步送粉的熔覆加工形式如图1-2所示。其工艺加工流程主要包括三步，基体材料表面的预加工处理、一并进行的送粉操作与激光加热熔化，以及最后进行的后热处理。同步送粉熔覆的加工过程中，自动化易实现、激光能量利用率高、成形气孔较少性良好[9]。3)预置粉末式熔覆此种熔覆方式是在工过程开始之前将涂层材料粉末以喷涂或粘合[10]的方式预先铺置在待加工工件表面之后利用激光束能量对其进行激光加工的熔覆方法[8]。相关符合要求的涂层材料一般以板材、丝材或者粉末的形式预先铺置加入。几种形式的涂层材料当中，一般以粉末形式进行铺置的操作较为常见。通常预置粉末式的激光熔覆加工的工艺步骤可以分为：待加工材料表面的预处理、涂层材料的铺置、激光扫描熔化，以及最后进行的后热处理。在这当中的熔覆加工形式如图1-3所示。图1-2同步送粉式激光熔覆加工示意图Figure1-2Illustrationforsynchronouspowderfeedinglasercladding图1-3预置粉末式激光熔覆加工示意图Figure1-3Illustrationforpresetpowderlasercladding
【参考文献】：
期刊论文
[1]球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的组织与性能[J]. 童文辉,赵子龙,王杰,国旭明,段新华,刘豫. 稀有金属. 2017(12)
[2]曲面零件的激光熔覆路径规划[J]. 陈影,孙文磊,黄勇,周超军. 激光与光电子学进展. 2016(06)
[3]激光熔覆工艺修复轧辊技术研究[J]. 孙丽萍,邹轩,许伟明. 电子科技. 2015(03)
[4]激光熔覆铁基耐磨合金技术的研究进展[J]. 李庆棠,符寒光,雷永平. 北京工业大学学报. 2013(10)
[5]高硬度铁基熔覆层组织、成分及耐蚀性[J]. 李美艳,韩彬,高宁,王勇,潘蛟亮. 中国激光. 2013(05)
[6]球墨铸铁轧辊表面强化研究[J]. 卢金. 电焊机. 2013(01)
[7]激光加工机器人修复电铲提升卷筒油封接触面工艺研究[J]. 张英余,辛志杰. 铸造技术. 2012(08)
[8]H13模具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织和性能[J]. 钱星月,童和强,张丹莉,程虎. 冶金丛刊. 2011(05)
[9]轧辊的失效及其激光修复与强化技术[J]. 陈长军,张敏,张诗昌,常庆明,陈霞,闫文青. 物理测试. 2009(01)
[10]铁基高铬合金激光熔覆层和堆焊层的组织性能对比[J]. 孙宜华,李晨辉,熊惟皓,宋武林,游敏. 机械工程材料. 2008(01)
硕士论文
[1]轧机齿面激光熔覆/冲击制备自润滑耐磨涂层工艺研究[D]. 毛加成.江苏大学 2016
[2]基于激光熔覆技术的轧辊再制造研究[D]. 王三星.燕山大学 2015
[3]激光熔覆熔池图像检测试验研究[D]. 陈殿炳.上海交通大学 2015
[4]高铬铸钢表面激光熔覆陶瓷相增强Fe基熔覆层的研究[D]. 王振坤.山东大学 2014
[5]激光表面处理球墨铸铁轧辊的性能研究[D]. 董士龙.沈阳工业大学 2014
[6]球墨铸铁表面激光熔覆高钒高速钢涂层的工艺优化与组织性能[D]. 吕建斌.东北大学 2013
[7]耐磨陶瓷—金属复合材料熔覆层的制备及特性研究[D]. 隗龙.华北电力大学 2013
[8]结晶器铜板表面激光熔覆强化的实验研究[D]. 高森.上海交通大学 2013
[9]同轴送粉式激光熔覆气体—粉末流对熔池形貌的影响研究[D]. 李媛媛.湖南大学 2012
[10]45号钢激光表面改性技术的研究[D]. 李传强.汕头大学 2011
本文编号：3318181
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3318181.html
