轧机齿面激光熔覆/冲击制备自润滑耐磨涂层工艺研究
发布时间：2024-06-04 01:06
轧机齿轮作为传递动力和扭矩的载体,直接影响机械系统正常运行及轧钢质量。工作于低速重载、周期交变载荷下,处于边界润滑状态,边界膜易破裂,磨损是其主要失效形式。常用堆焊工艺进行现场修复,但堆焊存在能量分散、稀释率高和热应力大等问题,亟需一种高效修复齿面磨损的新工艺。本文将激光熔覆/冲击复合技术引入受损齿面再制造领域,开展制备铁基/MoS2/La2O3自润滑耐磨涂层工艺研究,主要研究内容如下:首先,开展自润滑耐磨涂层的制备和组织结构分析。研究激光功率和粉末成分对涂层宏观形貌、物相、显微组织和硬度的影响。研究表明:涂层宏观形貌受激光功率影响显著,激光功率增加,A类(铁基)和C类(wtFe:wt MoS2:wtLa2O3=95:4:1)涂层熔高和熔宽递增,且熔高增幅更为显著。相比A类涂层物相由硬质相和韧性相组成,C类涂层还检测到MoS2、CrxSy减磨相,且随着激光功率增加,C类元素分解、重组析出B4C、Fe3C等新相。激光功率和粉末成分对涂层显微组织影响显著,随着激光功率增加,A类涂层底部白亮带厚度递减,胞状晶逐渐向枝状晶转变;激光功率2.2kW时,相比A类涂层,B类(wtFe:wtMoS2=...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及科学意义
1.2 轧机齿轮的研究现状
1.2.1 轧机齿轮工况及失效分析
1.2.2 轧机齿轮修复工艺现状及存在问题
1.3 激光熔覆研究现状
1.3.1 激光熔覆技术原理和特点
1.3.2 激光熔覆国内外研究现状
1.4 激光冲击技术研究现状
1.4.1 激光冲击技术的原理和特点
1.4.2 激光冲击处理技术的研究现状
1.4.3 激光冲击提高表面耐磨性研究现状
1.5 本文主要研究内容
第二章 自润滑耐磨涂层制备工艺理论基础
2.1 引言
2.2 激光熔覆机理分析
2.2.1 激光熔覆过程的热交互作用
2.2.2 熔池传热机制
2.2.3 熔池对流机制
2.3 固体自润滑耐磨涂层设计
2.3.1 基于轧机齿轮工况的耐磨涂层设计
2.3.2 固体自润滑摩擦机理
2.3.3 固体自润滑耐磨涂层粉末设计
2.4 激光冲击强化表面耐磨性机理分析
2.4.1 激光冲击应力强化机理
2.4.2 激光冲击组织强化机理
2.5 本章小结
第三章 自润滑耐磨涂层的制备及组织结构分析
3.1 引言
3.2 自润滑耐磨激光熔覆层的制备
3.2.1 试验材料
3.2.2 激光熔覆实验设计及涂层制备
3.3 熔覆层宏观形貌分析
3.4 熔覆层物相分析
3.4.1 试验设计
3.4.2 物相结果分析
3.5 熔覆层显微组织分析
3.5.1 试验设备
3.5.2 激光熔覆铁基粘接相的显微组织
3.5.3 激光功率对涂层显微组织的影响
3.5.4 粉末成分对涂层显微组织的影响
3.6 熔覆层显微硬度分析
3.6.1 试验设备
3.6.2 激光功率对涂层硬度的影响
3.6.3 粉末成分对涂层硬度的影响
3.7 本章小结
第四章 自润滑耐磨涂层摩擦磨损试验
4.1 引言
4.2 涂层耐磨性检测方法及设备
4.3 自润滑耐磨涂层可行性分析
4.4 粉末成分对涂层摩擦磨损性能的影响
4.4.1 粉末成分对磨损量的影响
4.4.2 粉末成分对摩擦系数的影响
4.5 激光功率对涂层摩擦磨损性能的影响
4.5.1 激光功率对磨损量的影响
4.5.2 激光功率对摩擦系数的影响
4.6 磨痕形貌和磨损机制分析
4.7 本章小结
第五章 激光冲击处理对自润滑涂层耐磨性的影响
5.1 引言
5.2 试验设计
5.2.1 激光冲击试验设计
5.2.2 残余应力检测
5.3 激光冲击对自润滑涂层力学性能的影响
5.3.1 激光冲击对自润滑涂层表层应力的影响
5.3.2 激光冲击对自润滑涂层显微硬度的影响
5.4 激光冲击对自润滑涂层耐磨性能的影响
5.4.1 激光冲击对自润滑涂层摩擦系数的影响
5.4.2 激光冲击对自润滑涂层磨损量的影响
5.5 激光冲击处理对涂层磨损机制的影响
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读研究生期间发表的论文与研究成果
本文编号：3988646
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及科学意义
1.2 轧机齿轮的研究现状
1.2.1 轧机齿轮工况及失效分析
1.2.2 轧机齿轮修复工艺现状及存在问题
1.3 激光熔覆研究现状
1.3.1 激光熔覆技术原理和特点
1.3.2 激光熔覆国内外研究现状
1.4 激光冲击技术研究现状
1.4.1 激光冲击技术的原理和特点
1.4.2 激光冲击处理技术的研究现状
1.4.3 激光冲击提高表面耐磨性研究现状
1.5 本文主要研究内容
第二章 自润滑耐磨涂层制备工艺理论基础
2.1 引言
2.2 激光熔覆机理分析
2.2.1 激光熔覆过程的热交互作用
2.2.2 熔池传热机制
2.2.3 熔池对流机制
2.3 固体自润滑耐磨涂层设计
2.3.1 基于轧机齿轮工况的耐磨涂层设计
2.3.2 固体自润滑摩擦机理
2.3.3 固体自润滑耐磨涂层粉末设计
2.4 激光冲击强化表面耐磨性机理分析
2.4.1 激光冲击应力强化机理
2.4.2 激光冲击组织强化机理
2.5 本章小结
第三章 自润滑耐磨涂层的制备及组织结构分析
3.1 引言
3.2 自润滑耐磨激光熔覆层的制备
3.2.1 试验材料
3.2.2 激光熔覆实验设计及涂层制备
3.3 熔覆层宏观形貌分析
3.4 熔覆层物相分析
3.4.1 试验设计
3.4.2 物相结果分析
3.5 熔覆层显微组织分析
3.5.1 试验设备
3.5.2 激光熔覆铁基粘接相的显微组织
3.5.3 激光功率对涂层显微组织的影响
3.5.4 粉末成分对涂层显微组织的影响
3.6 熔覆层显微硬度分析
3.6.1 试验设备
3.6.2 激光功率对涂层硬度的影响
3.6.3 粉末成分对涂层硬度的影响
3.7 本章小结
第四章 自润滑耐磨涂层摩擦磨损试验
4.1 引言
4.2 涂层耐磨性检测方法及设备
4.3 自润滑耐磨涂层可行性分析
4.4 粉末成分对涂层摩擦磨损性能的影响
4.4.1 粉末成分对磨损量的影响
4.4.2 粉末成分对摩擦系数的影响
4.5 激光功率对涂层摩擦磨损性能的影响
4.5.1 激光功率对磨损量的影响
4.5.2 激光功率对摩擦系数的影响
4.6 磨痕形貌和磨损机制分析
4.7 本章小结
第五章 激光冲击处理对自润滑涂层耐磨性的影响
5.1 引言
5.2 试验设计
5.2.1 激光冲击试验设计
5.2.2 残余应力检测
5.3 激光冲击对自润滑涂层力学性能的影响
5.3.1 激光冲击对自润滑涂层表层应力的影响
5.3.2 激光冲击对自润滑涂层显微硬度的影响
5.4 激光冲击对自润滑涂层耐磨性能的影响
5.4.1 激光冲击对自润滑涂层摩擦系数的影响
5.4.2 激光冲击对自润滑涂层磨损量的影响
5.5 激光冲击处理对涂层磨损机制的影响
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读研究生期间发表的论文与研究成果
本文编号：3988646
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3988646.html
