激光熔覆技术在大型柱塞修复再制造中的应用

发布时间：2017-12-14 23:20

  本文关键词：激光熔覆技术在大型柱塞修复再制造中的应用

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【摘要】：液压缸作为液压执行元件,通过它做直线往复运动(或摆动运动)可实现将液压能转变为机械能,在各种液压机械系统中得到广泛应用。柱塞式液压缸在使用过程中常常出现泄漏故障,若泄漏是由于柱塞表面的磨损、划伤、腐蚀引起的,为了再次利用,表面修复工作就必不可少。目前大型柱塞的修复制备手段大都仅限于镶套、堆焊、热喷涂、电(涮)镀或它们的复合工艺,这些工艺技术虽然较为成熟,但也有着自身的工艺短板。激光熔覆技术因其工艺过程热影响区小,工件变形小,成品率高,熔覆层稀释率低,熔覆层冶金结合等特点,成为了一种新型的再制造表面改性技术。本文结合激光熔覆技术优势,旨在研究一种大型柱塞表面激光熔覆工艺,从而填补现有柱塞表面激光熔覆修复的空白。本文通过分析各工艺参数对熔覆层的影响,综合考虑熔覆质量、熔覆效率、性价比等因数,确定了柱塞表面的优化激光熔覆工艺参数：基材：40Cr锻钢；熔覆材料：GM-122(打底)+DL-155(硬面)；送粉方式：氩气气动同步送粉；预热温度：100±10℃；激光功率：3.5KW；光斑直径：3.0mm(正离焦)；搭接量1.5mm；扫描速度：500mm/min;送粉量：8.2g/min。激光熔覆表面的形貌大致可以分为正常熔化表面、临界熔化表面和不充分熔化表面,其中临界熔化表面和不充分熔化表面均属于激光熔覆中的缺陷表面；正常熔化的激光熔层以枝晶状显微组织为主,其组织细密均匀,晶粒度测定为10-12级；各合金元素成分和显微硬度在一定的熔覆厚度范围内起伏不大,说明硬面层与打底层元素互扩散小,有效地保证了熔层设计成分不被稀释,硬面熔覆层能有效地保留预设计的合金成分,并发挥其耐磨耐蚀的优良性能。激光熔覆层缺陷主要有裂纹、气孔、成分不均匀和外表面形貌缺欠,可以通过(1)预热和后热处理；(2)熔覆复合层；(3)添加合金元素；(4)烘烤熔覆粉末；(5)添加保护气体；(6)适当降低扫描速度和送粉速率等措施来抑制熔覆层缺陷。大型柱塞激光熔覆修复后实际应用效果表明,熔覆层结合牢固,耐磨耐腐蚀,满足柱塞液压缸使用工况要求。本研发工艺具有一定的应用推广范围,可应用于同类型材质、近似使用工况的零件表面强化修复中。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG665

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