非等厚预置层连续移动局部感应熔覆工艺研究
发布时间：2022-01-19 23:53
汽车覆盖件成形模具等零件结构复杂、体积庞大,长期在复杂重载工况下运行,且型面质量要求高,一般的尺寸恢复技术无法满足其长寿命、精密化再制造要求。连续移动局部感应熔覆方法是将感应器集成在五轴联动数控机床上,在其牵引下沿零件型面失效待修复路径作三维运动,实现大型复杂结构零件型面的连续感应熔覆修复过程。本文针对该类零件,为确保修复质量,考虑失效零件型面各部位磨损程度的差异,研究非等厚预置层条件下连续移动局部感应熔覆工艺,主要研究内容如下:首先,根据磁场叠加原理设计了可快速获得局部高温的双匝并排式感应器,分别通过电磁场理论分析、有限元仿真、实验研究三种方法验证了其加热性能,并计算了温度均匀性,解决了连续移动局部感应熔覆工艺温度不足预置层粉末难以熔化的问题。其次,通过实验研究了粘结剂含量、预热工序对熔覆层表面形貌的影响,制定了预置层制备流程,确定了预置层粉末各成分配比,解决了连续移动局部感应熔覆成型的问题,获得了质量良好的熔覆层。在进一步的研究中,分别通过设计正交实验、单因素实验,揭示了感应器移动速度、预置层厚度、感应器底面与预置层表面之间间隙等工艺参数对熔覆层几何尺寸和组织性能的影响规律。然后,...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
失效零件连续移动感应熔覆方法原理图
感应器中对零件起到加热作用的主要是被 U 型导磁体覆盖的线圈部分，该部分线圈长 20mm，截面呈正方形，边长为 8mm，被加热零件尺寸为 100mm×100mm×10mm。一方面由于该感应器的感应线圈有效利用部分短，电源功率利用率低；另一方面由于被加热零件温度达到居里点后，磁导率迅速降低使得感应器加热效率降低[43]。因此普通局部加热感应器加热能达到的最高温度有限，通常不超过 1000°C[15, 20]，感应器的加热性能成为限制局部感应熔覆工艺应用于大型复杂结构零件失效面尺寸恢复的关键因素。
感应器中对零件起到加热作用的主要是被 U 型导磁体覆盖的线圈部分，该部分线圈长 20mm，截面呈正方形，边长为 8mm，被加热零件尺寸为 100mm×100mm×10mm。一方面由于该感应器的感应线圈有效利用部分短，电源功率利用率低；另一方面由于被加热零件温度达到居里点后，磁导率迅速降低使得感应器加热效率降低[43]。因此普通局部加热感应器加热能达到的最高温度有限，通常不超过 1000°C[15, 20]，感应器的加热性能成为限制局部感应熔覆工艺应用于大型复杂结构零件失效面尺寸恢复的关键因素。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无粘结铺粉式连续移动感应熔覆工艺试验及熔覆层性能分析[J]. 朱振华,秦训鹏,陈绪梁,高恺. 金属热处理. 2018(03)
[2]大型筒节感应加热过程电磁-热耦合有限元仿真[J]. 孙建亮,邱丑武,彭艳,董志奎,常荣伟. 钢铁. 2016(11)
[3]Effect of rare earth elements and their oxides on tribo-mechanical performance of laser claddings: A review[J]. M.M.Quazi,M.A.Fazal,A.S.M.A.Haseeb,Farazila Yusof,H.H.Masjuki,A.Arslan. Journal of Rare Earths. 2016(06)
[4]同步送粉激光多道熔覆温度场及基体预热温度影响[J]. 孙建功. 热加工工艺. 2016(10)
[5]Numerical analysis of 3D spot continual induction hardening on curved surface of AISI 1045 steel[J]. 高恺,汪舟,秦训鹏,朱生霄. Journal of Central South University. 2016(05)
[6]感应线圈参数对钢板温度场的影响及线圈尺寸选取[J]. 王园武,柳存根,汪学锋. 金属热处理. 2016(04)
[7]轴类零件高频感应熔覆工艺参数优化[J]. 李红峰,侯治亚,周宏达,王树林. 现代制造工程. 2016(04)
[8]汽车法兰盘热锻模具磨损失效的实验分析和数值研究[J]. 施渊吉,黎军顽,吴晓春,左鹏鹏,周路海. 摩擦学学报. 2016(02)
[9]激光熔覆镍基合金温度场和应力场数值模拟[J]. 李美艳,韩彬,蔡春波,王勇,宋立新. 焊接学报. 2015(05)
[10]多维度感应熔覆模型建模优化研究[J]. 毛玉莲,李成凯. 现代制造技术与装备. 2015(03)
博士论文
[1]钢棒生产线感应加热过程的数值模拟及实验研究[D]. 赵前哲.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]K438镍基高温合金激光熔覆修复组织与性能研究[D]. 任心澈.南昌航空大学 2016
[2]镍合金零件激光熔覆成形工艺研究[D]. 罗煌.上海交通大学 2015
[3]曲面模具点式感应淬火的数值模拟研究[D]. 高恺.武汉理工大学 2014
[4]激光表面改性温度场与应力场模拟及实验研究[D]. 陈波涛.华中科技大学 2011
本文编号：3597803
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
失效零件连续移动感应熔覆方法原理图
感应器中对零件起到加热作用的主要是被 U 型导磁体覆盖的线圈部分，该部分线圈长 20mm，截面呈正方形，边长为 8mm，被加热零件尺寸为 100mm×100mm×10mm。一方面由于该感应器的感应线圈有效利用部分短，电源功率利用率低；另一方面由于被加热零件温度达到居里点后，磁导率迅速降低使得感应器加热效率降低[43]。因此普通局部加热感应器加热能达到的最高温度有限，通常不超过 1000°C[15, 20]，感应器的加热性能成为限制局部感应熔覆工艺应用于大型复杂结构零件失效面尺寸恢复的关键因素。
感应器中对零件起到加热作用的主要是被 U 型导磁体覆盖的线圈部分，该部分线圈长 20mm，截面呈正方形，边长为 8mm，被加热零件尺寸为 100mm×100mm×10mm。一方面由于该感应器的感应线圈有效利用部分短，电源功率利用率低；另一方面由于被加热零件温度达到居里点后，磁导率迅速降低使得感应器加热效率降低[43]。因此普通局部加热感应器加热能达到的最高温度有限，通常不超过 1000°C[15, 20]，感应器的加热性能成为限制局部感应熔覆工艺应用于大型复杂结构零件失效面尺寸恢复的关键因素。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无粘结铺粉式连续移动感应熔覆工艺试验及熔覆层性能分析[J]. 朱振华,秦训鹏,陈绪梁,高恺. 金属热处理. 2018(03)
[2]大型筒节感应加热过程电磁-热耦合有限元仿真[J]. 孙建亮,邱丑武,彭艳,董志奎,常荣伟. 钢铁. 2016(11)
[3]Effect of rare earth elements and their oxides on tribo-mechanical performance of laser claddings: A review[J]. M.M.Quazi,M.A.Fazal,A.S.M.A.Haseeb,Farazila Yusof,H.H.Masjuki,A.Arslan. Journal of Rare Earths. 2016(06)
[4]同步送粉激光多道熔覆温度场及基体预热温度影响[J]. 孙建功. 热加工工艺. 2016(10)
[5]Numerical analysis of 3D spot continual induction hardening on curved surface of AISI 1045 steel[J]. 高恺,汪舟,秦训鹏,朱生霄. Journal of Central South University. 2016(05)
[6]感应线圈参数对钢板温度场的影响及线圈尺寸选取[J]. 王园武,柳存根,汪学锋. 金属热处理. 2016(04)
[7]轴类零件高频感应熔覆工艺参数优化[J]. 李红峰,侯治亚,周宏达,王树林. 现代制造工程. 2016(04)
[8]汽车法兰盘热锻模具磨损失效的实验分析和数值研究[J]. 施渊吉,黎军顽,吴晓春,左鹏鹏,周路海. 摩擦学学报. 2016(02)
[9]激光熔覆镍基合金温度场和应力场数值模拟[J]. 李美艳,韩彬,蔡春波,王勇,宋立新. 焊接学报. 2015(05)
[10]多维度感应熔覆模型建模优化研究[J]. 毛玉莲,李成凯. 现代制造技术与装备. 2015(03)
博士论文
[1]钢棒生产线感应加热过程的数值模拟及实验研究[D]. 赵前哲.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]K438镍基高温合金激光熔覆修复组织与性能研究[D]. 任心澈.南昌航空大学 2016
[2]镍合金零件激光熔覆成形工艺研究[D]. 罗煌.上海交通大学 2015
[3]曲面模具点式感应淬火的数值模拟研究[D]. 高恺.武汉理工大学 2014
[4]激光表面改性温度场与应力场模拟及实验研究[D]. 陈波涛.华中科技大学 2011
本文编号：3597803
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