超声振动辅助激光熔覆制备TiC/FeAl原位涂层研究

发布时间：2021-10-17 06:24

　　传统金属材料制造的零件因磨损失效缩短了服役寿命,通过激光熔覆技术,在金属材料表面制备金属间化合物耐磨涂层,是一种前景广阔的处理方法。本文采用超声振动辅助激光熔覆技术制备复合涂层,探讨了超声振动对涂层的作用机制,具有重要的理论意义。本文结合Fe-Al-C-Ti熔体的物性参数,分别对超声振动在熔体中的空化效应和声流效应进行计算,分析了超声振动在熔体中的谐振效应。结果表明:熔体中声压越大空化效应越显著;空化效应的产生,取决于微小气泡的半径和所受到声压幅值的大小;空化泡破裂时,数量级为105Pa级别的声压幅值能够产生104℃的高温和1010Pa的高压。实验中声流产生的声压最大可达107Pa,且当水平距离和法向距离增大时,声压减小;振幅为10μm的变幅杆能够产生1.5m/s2的声流等效力。采用超声振动辅助激光熔覆技术在45钢表面制备出TiC/FeAl原位涂层。利用金相显微镜、XRD衍射仪、扫描电镜对熔覆层的显微组织和物相成分进行研究,应用摩擦磨损试验机和显微硬度计对熔覆层的摩擦系数和耐磨性能进行研究。结果表明:超声振动辅助激光熔覆能够制备TiC增强FeAl基涂层,超声振动的空化效应能够促进熔覆层... 

【文章来源】：华东交通大学江西省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 激光熔覆技术的研究现状
        1.2.1 激光熔覆技术
        1.2.2 辅助激光熔覆技术现状
    1.3 超声振动加工技术研究现状
        1.3.1 超声振动原理
        1.3.2 超声振动应用
    1.4 TiC/FeAl涂层研究现状
    1.5 论文研究目的和主要研究内容
        1.5.1 论文研究目的
        1.5.2 论文主要研究内容
第二章 试验材料及方法
    2.1 实验基本原理
    2.2 实验材料
    2.3 超声振动辅助激光熔覆实验
        2.3.1 实验设备
        2.3.2 实验工艺
    2.4 涂层分析表征
    2.5 本章小结
第三章 超声振动激光熔覆作用机制
    3.1 空化效应
    3.2 声流效应
    3.3 谐振效应
    3.4 本章小结
第四章 超声振动辅助激光熔覆制备TiC/FeAl原位涂层显微组织研究
    4.1 TiC/FeAl涂层分析
    4.2 超声振动对熔覆层显微组织的影响
    4.3 超声振动对熔覆层中增强颗粒分散性的影响
    4.4 激光功率对熔覆层显微组织的影响
    4.5 超声振动频率对熔覆层显微组织的影响
    4.6 超声振动对熔覆层稀释率的影响
    4.7 不同搭接率对熔覆层的影响
    4.8 本章小结
第五章 超声振动辅助激光熔覆制备TiC/FeAl原位涂层性能研究
    5.1 摩擦磨损性能
    5.2 显微硬度
    5.3 超声振动对熔覆层力学性能的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]机械振动辅助激光熔覆Fe-Cr-Si-B-C涂层的显微组织及界面分布形态[J]. 刘洪喜,陶喜德,张晓伟,杨昕恬.  光学精密工程. 2015(08)
[2]稀土CeO2含量对Al合金激光熔覆层组织形貌的影响[J]. 张光耀,王成磊,高原.  表面技术. 2015(04)
[3]超声振动对激光熔覆TiC/FeAl复合涂层温度场的影响[J]. 李德英,赵龙志,张坚,姜羡.  金属热处理. 2015(03)
[4]机械振动作用下铁基涂层熔覆角的模型构建及其变化规律研究[J]. 陶喜德,刘洪喜,张晓伟,蒋业华.  中国激光. 2015(03)
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[6]磁化辅助激光技术改善零部件表面耐磨性能的研究[J]. 邓居军,刘政,吴欣,吴强.  江西理工大学学报. 2015(01)
[7]造渣剂对激光熔覆制备铁铝金属间化合物的影响[J]. 王静,邹勇,贾胜凯,余蕾.  焊接学报. 2014(10)
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博士论文
[1]超声场对高强铝合金凝固过程的影响规律与作用机理研究[D]. 蒋日鹏.中南大学 2014
[2]机械振动作用下激光熔覆镍基合金涂层凝固组织及应力控制研究[D]. 王传琦.昆明理工大学 2013
[3]低熔体温度下高强超声辅助原位颗粒增强Al基复合材料的制备研究[D]. 刘志伟.上海交通大学 2012

硕士论文
[1]激光熔覆原位合成TiC/FeAl复合涂层研究[D]. 焦宇.华东交通大学 2014
[2]激光合成原位颗粒增强金属间化合物基复合涂层组织及形成机制研究[D]. 蒲飞.北京交通大学 2014
[3]脉冲电流辅助激光快速成形镍基高温合金的工艺研究[D]. 谢德巧.南京航空航天大学 2014
[4]超声波对激光熔覆Ni60B及WC/Ni60B涂层的影响研究[D]. 曹亚男.广东工业大学 2012
[5]超声振动下钛合金激光快速成形试验研究[D]. 范鹏翔.沈阳航空航天大学 2012



本文编号：3441282