热轧卷取机卷筒主轴表面激光强化处理的试验研究
发布时间：2021-11-03 16:35
热轧卷取机卷筒主轴是冶金设备的重要零件,在其使用过程中,经受钢板热量、卷取张力及滑动摩擦等作用,极易引起失效,如产生龟裂纹、锈蚀、过量变形等现象。本试验受当地冶金设备公司委托,根据企业的实际生产需求,采用RFL-C3300型光纤激光器,在40CrNiMoA钢主轴基材表面进行激光强化处理工艺试验,设计了两种试验方案。方案一:选用铁基合金粉末,对40CrNiMoA钢基材表面进行激光熔覆处理;方案二:对40CrNiMoA钢基材表面进行激光淬火处理。利用体视显微镜、金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、立式万能摩擦磨损试验机、万能力学试验机、电化学工作站等检测设备对试样的组织和性能进行测试和分析。1、以企业原有的工艺参数为基础,将激光功率、扫描速度、送粉器速率作为试验的3个变化因素,每个因素取3个水平,制定L9（34）正交表,采用正交试验法得出优化参数:激光功率2000W,光斑尺寸4 mm×2 mm,扫描速度10 mm/s,搭接率50%,送粉器速率0.8r/min;采用优化后的工艺参数在40CrNiMoA钢表面制备...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验技术路线
激光熔覆示意图
第2章试验材料、设备及方法2.2.2激光淬火工艺参数进行激光淬火试验时，随着激光功率的增大，基材表层的显微组织得到充分细化，但功率过高时又容易造成表层组织过熔，反而使硬度下降，而当激光功率较低时，基材表层又难以得到细化，无法形成硬化层；当扫描速度过大时，材料表面吸收的能量不充分，但过低的扫描速度又会基材表面熔融；当光斑尺寸减小时，表面过度能量集中，光斑尺寸过大时，局部能量密度偏低。在本试验中，结合主轴尺寸、具体工况以及激光器实际情况综合考虑，确定光斑尺寸恒为12mm×2mm，扫描速度恒为V=20mm/s，单道扫描，改变激光功率，使其分别为1000W、1300W和1600W，探究功率对淬火组织和性能的影响，以获得最佳工艺参数。激光淬火示意图如图2.2所示。图2.2激光淬火示意图Fig2.2Schematicoflaserhardening2.3试验方案本试验是针对在高交变应力、高腐蚀、高温、高摩擦等各种特殊服役环境下的冶金设备零部件的表面激光强化试验研究。分别通过激光熔覆和激光淬火技术16
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光功率对40CrNiMoA钢表面淬火组织和摩擦磨损性能的影响[J]. 杨振,樊湘芳,邱长军,李勇,柳宁. 金属热处理. 2020(03)
[2]2Cr12NiMoWV钢表面激光熔覆铁基合金组织及力学性能研究[J]. 杨振,柳宁,樊湘芳,李勇,邱长军. 应用激光. 2020(01)
[3]激光熔覆技术研究现状与发展趋势[J]. 崔佳鹏. 农机使用与维修. 2019(12)
[4]激光金属增材制造同轴送粉喷嘴的研究进展[J]. 赵亮,王丽芳,李广琪,朱刚贤,石世宏. 激光与光电子学进展. 2020(05)
[5]激光熔覆Fe基合金粉末熔覆层的组织及性能研究[J]. 丁紫阳,马宗彬,黎文强,杨志伦. 热加工工艺. 2019(18)
[6]40CrNiMoA钢表面激光淬火后的组织和性能[J]. 杨振,樊湘芳,邱长军,李勇,柳宁. 激光与光电子学进展. 2020(01)
[7]激光再制造技术及应用[J]. 田琰弋. 科技创新导报. 2019(14)
[8]H13钢的铁基和钴基熔覆层组织与耐磨性[J]. 员霄,王井,朱青海,陈志凯,何冰. 焊接学报. 2018(12)
[9]激光淬火工艺及应用研究[J]. 甄延波,程良,常森,岳佳宏,李玲,孟璇. 金属加工(热加工). 2018(12)
[10]激光熔覆制备马氏体/铁素体双相不锈钢层的力学与腐蚀性能研究[J]. 朱红梅,李勇作,张振远,何彬,邱长军. 中国激光. 2018(12)
博士论文
[1]激光熔覆和熔覆成形镍基合金的组织与性能研究[D]. 黄凤晓.吉林大学 2011
硕士论文
[1]激光成形马氏体高强度铁基合金试样组织与性能研究[D]. 闫梦达.南华大学 2018
[2]45钢激光淬火工艺参数研究[D]. 林茂华.华南理工大学 2013
[3]激光气体氮化提高Ti6Al4V合金/生物陶瓷界面结合强度的研究[D]. 王嫒.天津大学 2005
[4]激光表面淬火瞬态温度场的有限元模拟及硬化层深预测[D]. 范雪燕.上海海事大学 2004
本文编号：3474007
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验技术路线
激光熔覆示意图
第2章试验材料、设备及方法2.2.2激光淬火工艺参数进行激光淬火试验时，随着激光功率的增大，基材表层的显微组织得到充分细化，但功率过高时又容易造成表层组织过熔，反而使硬度下降，而当激光功率较低时，基材表层又难以得到细化，无法形成硬化层；当扫描速度过大时，材料表面吸收的能量不充分，但过低的扫描速度又会基材表面熔融；当光斑尺寸减小时，表面过度能量集中，光斑尺寸过大时，局部能量密度偏低。在本试验中，结合主轴尺寸、具体工况以及激光器实际情况综合考虑，确定光斑尺寸恒为12mm×2mm，扫描速度恒为V=20mm/s，单道扫描，改变激光功率，使其分别为1000W、1300W和1600W，探究功率对淬火组织和性能的影响，以获得最佳工艺参数。激光淬火示意图如图2.2所示。图2.2激光淬火示意图Fig2.2Schematicoflaserhardening2.3试验方案本试验是针对在高交变应力、高腐蚀、高温、高摩擦等各种特殊服役环境下的冶金设备零部件的表面激光强化试验研究。分别通过激光熔覆和激光淬火技术16
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光功率对40CrNiMoA钢表面淬火组织和摩擦磨损性能的影响[J]. 杨振,樊湘芳,邱长军,李勇,柳宁. 金属热处理. 2020(03)
[2]2Cr12NiMoWV钢表面激光熔覆铁基合金组织及力学性能研究[J]. 杨振,柳宁,樊湘芳,李勇,邱长军. 应用激光. 2020(01)
[3]激光熔覆技术研究现状与发展趋势[J]. 崔佳鹏. 农机使用与维修. 2019(12)
[4]激光金属增材制造同轴送粉喷嘴的研究进展[J]. 赵亮,王丽芳,李广琪,朱刚贤,石世宏. 激光与光电子学进展. 2020(05)
[5]激光熔覆Fe基合金粉末熔覆层的组织及性能研究[J]. 丁紫阳,马宗彬,黎文强,杨志伦. 热加工工艺. 2019(18)
[6]40CrNiMoA钢表面激光淬火后的组织和性能[J]. 杨振,樊湘芳,邱长军,李勇,柳宁. 激光与光电子学进展. 2020(01)
[7]激光再制造技术及应用[J]. 田琰弋. 科技创新导报. 2019(14)
[8]H13钢的铁基和钴基熔覆层组织与耐磨性[J]. 员霄,王井,朱青海,陈志凯,何冰. 焊接学报. 2018(12)
[9]激光淬火工艺及应用研究[J]. 甄延波,程良,常森,岳佳宏,李玲,孟璇. 金属加工(热加工). 2018(12)
[10]激光熔覆制备马氏体/铁素体双相不锈钢层的力学与腐蚀性能研究[J]. 朱红梅,李勇作,张振远,何彬,邱长军. 中国激光. 2018(12)
博士论文
[1]激光熔覆和熔覆成形镍基合金的组织与性能研究[D]. 黄凤晓.吉林大学 2011
硕士论文
[1]激光成形马氏体高强度铁基合金试样组织与性能研究[D]. 闫梦达.南华大学 2018
[2]45钢激光淬火工艺参数研究[D]. 林茂华.华南理工大学 2013
[3]激光气体氮化提高Ti6Al4V合金/生物陶瓷界面结合强度的研究[D]. 王嫒.天津大学 2005
[4]激光表面淬火瞬态温度场的有限元模拟及硬化层深预测[D]. 范雪燕.上海海事大学 2004
本文编号：3474007
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