45钢表面激光熔覆添加镍基钎料的WC-镍基合金熔覆层缺陷改善研究
发布时间：2022-01-07 23:03
激光熔覆技术是提高金属表面性能快速高效的方法,可以在基体表面快速熔覆高耐磨、高硬度、高耐蚀性的熔覆涂层,但是制约激光熔覆技术应用的主要因素是熔覆层极易出现气孔裂纹等缺陷,因此,研究如何减少激光熔覆层的气孔和裂纹等缺陷就很有意义。本文通过试验的方法,改善Ni60A+WC合金粉末激光熔覆中气孔和裂纹等缺陷,方法是在Ni60A+WC合金粉末中添加膏状镍基钎料（BNi-1a）。使用Rofin FL020光纤激光器,通过控制熔覆工艺参数,即激光器功率、扫描速度、光斑直径等参数,对经过烘干的预涂覆合金熔覆层进行激光加工处理,得到最佳熔覆涂层,随后研究在真空环境下的激光熔覆来解决具有较多陶瓷颗粒碳化钨的熔覆层的气孔和裂纹等缺陷。检验不同工艺参数下得到的涂层的硬度梯度和组织结构,并分析研究不同工艺参数下涂层的耐磨性,通过显微硬度测试,评价熔覆层的硬度,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对熔覆层形貌、相组织进行分析。并通过摩擦磨损试验机和表面形貌仪对熔覆层的摩擦系数和耐磨性进行评估。结果在大气环境中,膏状镍基钎料（BNi-1a）的添加,优化了原本熔覆层的Cr和C含量比例,使熔覆层的裂纹和气孔等缺陷明显减低...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光加工设备原理示意图
通过表面形貌进行对比，选出最佳的实验工艺参数为：激光功率800W，扫描速率4mm/s，光斑直径3mm。图2.2列出了部分工艺参数下熔覆层宏观形貌。图 2.2 不同工艺参数下熔覆层表面宏观形貌Fig.2.2 The surface formation of layers with different parameters对比工艺参数和形貌之间的关系，发现，当激光功率过小时，熔覆层表面出现一些未熔的气孔和起球，这是由于涂层的复合合金粉末所吸收的能量，不足以使复合合金粉末完全熔化，造成部分起球，同时由于能量缺少，冷却速度极快，气泡溢出时间更加短，熔覆层表面起泡现象严重。当激光功率过大时，熔覆层复合合金粉末吸收过多的能量，流动性极大的提高，冷却时，熔覆层表面极易出现凹凸不平的现象，并出现过烧。对于扫描速率对熔覆层形貌的影响，对比发现，(1)(4)(5)(7)
图 3.1 Ni60A+10%WC 熔覆层表面宏观形貌Fig.3.1 The surface formation of layers with Ni60A+10%WC图 3.2 BNi-1a+45%Ni60A+10%WC 熔覆层表面宏观形貌Fig.3.2 The surface formation of layers with BNi-1a+45%Ni60A+10%WC图 3.1 为未添加膏状镍基钎料的 10%陶瓷粉末 WC 的熔覆层多道熔覆涂层的俯视图，图 3.2 为添加了膏状镍基钎料的 10%陶瓷粉末 WC 的熔覆层多道熔覆涂层的俯视图。从图中可以对比出未添加膏状镍基钎料的熔覆层表面有较多的纵向裂纹，并且含有较多的未熔渣子硬颗粒，添加了膏状镍基钎料的熔覆层表面平整
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆的研究现状[J]. 董冬梅,陈菊芳,雷卫宁. 热加工工艺. 2017(16)
[2]激光熔覆粉料和工艺参数对45钢基体与熔覆层结合强度的影响研究[J]. 许明三,李剑峰,李驊登,孙杰,李方义,赵彦华. 机械工程学报. 2017(09)
[3]吉赫兹级窄线宽、高峰值功率纳秒光纤激光器[J]. 邹峰,王兆坤,王子薇,周翠芸,刘源,杨燕,周军. 中国激光. 2016(07)
[4]45号钢单道激光熔覆工艺的研究[J]. 张德强,李娜,薛玉斌. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]WC含量对WC/Ni60A激光熔覆层微观组织的影响[J]. 李福泉,冯鑫友,陈彦宾. 中国激光. 2016(04)
[6]基于非线性偏振旋转效应的多波长掺铥锁模光纤激光器[J]. 刘鹏,王天枢,张鹏,张岩,马万卓,苏煜炜,毕明喆,张靓. 光子学报. 2016(06)
[7]光纤激光熔覆铁基合金粉末对45钢表面组织和性能的影响[J]. 何力佳,高睿,赵晓杰,王函. 铸造技术. 2016(01)
[8]激光功率对激光熔覆镍基合金涂层组织与性能的影响[J]. 邓德伟,孙晋华,王鑫林,张洪潮. 稀有金属. 2016(01)
[9]Tribological properties of laser cladding TiB2 particles reinforced Ni-base alloy composite coatings on aluminum alloy[J]. Long He,Ye-Fa Tan,Xiao-Long Wang,Qi-Feng Jing,Xiang Hong. Rare Metals. 2015(11)
[10]基于激光熔覆的激光再制造研究综述[J]. 周超军,孙文磊. 矿山机械. 2015(09)
硕士论文
[1]激光熔覆镍基合金-WC复合涂层的微观组织及耐磨性研究[D]. 黄柳仙.青岛理工大学 2009
本文编号：3575437
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光加工设备原理示意图
通过表面形貌进行对比，选出最佳的实验工艺参数为：激光功率800W，扫描速率4mm/s，光斑直径3mm。图2.2列出了部分工艺参数下熔覆层宏观形貌。图 2.2 不同工艺参数下熔覆层表面宏观形貌Fig.2.2 The surface formation of layers with different parameters对比工艺参数和形貌之间的关系，发现，当激光功率过小时，熔覆层表面出现一些未熔的气孔和起球，这是由于涂层的复合合金粉末所吸收的能量，不足以使复合合金粉末完全熔化，造成部分起球，同时由于能量缺少，冷却速度极快，气泡溢出时间更加短，熔覆层表面起泡现象严重。当激光功率过大时，熔覆层复合合金粉末吸收过多的能量，流动性极大的提高，冷却时，熔覆层表面极易出现凹凸不平的现象，并出现过烧。对于扫描速率对熔覆层形貌的影响，对比发现，(1)(4)(5)(7)
图 3.1 Ni60A+10%WC 熔覆层表面宏观形貌Fig.3.1 The surface formation of layers with Ni60A+10%WC图 3.2 BNi-1a+45%Ni60A+10%WC 熔覆层表面宏观形貌Fig.3.2 The surface formation of layers with BNi-1a+45%Ni60A+10%WC图 3.1 为未添加膏状镍基钎料的 10%陶瓷粉末 WC 的熔覆层多道熔覆涂层的俯视图，图 3.2 为添加了膏状镍基钎料的 10%陶瓷粉末 WC 的熔覆层多道熔覆涂层的俯视图。从图中可以对比出未添加膏状镍基钎料的熔覆层表面有较多的纵向裂纹，并且含有较多的未熔渣子硬颗粒，添加了膏状镍基钎料的熔覆层表面平整
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆的研究现状[J]. 董冬梅,陈菊芳,雷卫宁. 热加工工艺. 2017(16)
[2]激光熔覆粉料和工艺参数对45钢基体与熔覆层结合强度的影响研究[J]. 许明三,李剑峰,李驊登,孙杰,李方义,赵彦华. 机械工程学报. 2017(09)
[3]吉赫兹级窄线宽、高峰值功率纳秒光纤激光器[J]. 邹峰,王兆坤,王子薇,周翠芸,刘源,杨燕,周军. 中国激光. 2016(07)
[4]45号钢单道激光熔覆工艺的研究[J]. 张德强,李娜,薛玉斌. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]WC含量对WC/Ni60A激光熔覆层微观组织的影响[J]. 李福泉,冯鑫友,陈彦宾. 中国激光. 2016(04)
[6]基于非线性偏振旋转效应的多波长掺铥锁模光纤激光器[J]. 刘鹏,王天枢,张鹏,张岩,马万卓,苏煜炜,毕明喆,张靓. 光子学报. 2016(06)
[7]光纤激光熔覆铁基合金粉末对45钢表面组织和性能的影响[J]. 何力佳,高睿,赵晓杰,王函. 铸造技术. 2016(01)
[8]激光功率对激光熔覆镍基合金涂层组织与性能的影响[J]. 邓德伟,孙晋华,王鑫林,张洪潮. 稀有金属. 2016(01)
[9]Tribological properties of laser cladding TiB2 particles reinforced Ni-base alloy composite coatings on aluminum alloy[J]. Long He,Ye-Fa Tan,Xiao-Long Wang,Qi-Feng Jing,Xiang Hong. Rare Metals. 2015(11)
[10]基于激光熔覆的激光再制造研究综述[J]. 周超军,孙文磊. 矿山机械. 2015(09)
硕士论文
[1]激光熔覆镍基合金-WC复合涂层的微观组织及耐磨性研究[D]. 黄柳仙.青岛理工大学 2009
本文编号：3575437
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3575437.html
