本文關(guān)鍵詞：激光熔覆Co基合金熔覆層工藝及其性能研究

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【摘要】：激光熔覆技術(shù)是一種先進(jìn)的表面改性技術(shù),能夠在成本較低的基材表面熔覆一層高性能的涂層,以提高材料表面的耐高溫、耐磨損、耐氧化等性能。鈷基粉末綜合性能優(yōu)良,其激光熔覆涂層有著極好的耐磨損、耐腐蝕性能,特別是在高溫條件下還能保持較高的硬度和較強(qiáng)的耐磨性。本文設(shè)計(jì)配制了耐高溫磨損粉末WC/TZ303鈷基合金粉末,通過(guò)試驗(yàn)確定了其最優(yōu)的工藝參數(shù)并對(duì)其組織和性能進(jìn)行了分析,主要內(nèi)容如下:設(shè)計(jì)配制了耐高溫磨損鈷基合金粉末WC/TZ303。運(yùn)用大功率半導(dǎo)體激光器對(duì)WC/TZ303鈷基合金粉末進(jìn)行了工藝參數(shù)試驗(yàn),并確定其最優(yōu)工藝參數(shù)組合,制備了WC/TZ303鈷基合金粉末激光熔覆層,分析了工藝參數(shù)對(duì)激光熔覆層宏觀形貌的影響。同時(shí),制備了市場(chǎng)中最常用的Stellite6鈷基合金粉末激光熔覆層。在宏觀形貌方面,對(duì)兩種合金的熔覆質(zhì)量進(jìn)行了對(duì)比分析,兩種熔覆層都呈現(xiàn)較亮的金屬光澤,但是相對(duì)于WC/TZ303鈷基合金熔覆層,Stellite6鈷基合金熔覆層表面有少量的氣孔和微裂紋,整體上不如WC/TZ303鈷基合金熔覆層表面平整。運(yùn)用大功率半導(dǎo)體激光器熔覆時(shí),Al2O3并不能減少Stellite6鈷基合金熔覆表面的宏觀缺陷。對(duì)兩種熔覆層進(jìn)行了組織和性能的對(duì)比分析,試驗(yàn)結(jié)果表明:Stellite6鈷基合金粉末熔覆層的抗拉伸性能和韌性要略優(yōu)于WC/TZ303鈷基合金粉末激光熔覆層;Stellite6鈷基合金粉末微觀組織相對(duì)于WC/TZ303鈷基合金粉末的微觀組織粗大,且明顯能看到孔洞缺陷;WC/TZ303鈷基合金粉末激光熔覆層在硬度和耐磨性方面都明顯優(yōu)于Stellite6鈷基合金粉末。但是因?yàn)閃C/TZ303鈷基合金粉末中含有WC顆粒,在提高熔覆層硬度和耐磨性的同時(shí)會(huì)使其韌性有略微的下降。運(yùn)用WC/TZ303鈷基合金粉末對(duì)破損的輥道輥進(jìn)行了修復(fù)與再制造研究。通過(guò)試驗(yàn)確定了在輥道輥表面熔覆WC/TZ303鈷基合金粉末的最優(yōu)工藝參數(shù),并且制定了試驗(yàn)方案。對(duì)熔覆后的輥道輥進(jìn)行了探傷和性能研究,結(jié)果表明:輥道輥表面沒(méi)有顯微裂紋的產(chǎn)生,并且修復(fù)后的輥道輥表面硬度和耐磨性均滿足再制造的要求。
【關(guān)鍵詞】：激光熔覆 鈷基合金 組織性能 再制造
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 激光熔覆研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 激光熔覆技術(shù)11-12
• 1.2.2 激光熔覆工藝的研究12-14
• 1.2.3 激光熔覆裝置的研究14-16
• 1.3 激光熔覆技術(shù)存在的問(wèn)題及課題來(lái)源16-17
• 1.3.1 激光熔覆技術(shù)存在的問(wèn)題16
• 1.3.2 課題來(lái)源16-17
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 激光熔覆鈷基合金實(shí)驗(yàn)研究18-37
• 2.1 引言18
• 2.2 鈷基合金粉末的制備18-21
• 2.2.1 激光熔覆合金粉末設(shè)計(jì)原則18-19
• 2.2.2 激光熔覆合金粉末19-20
• 2.2.3 鈷基合金粉末的設(shè)計(jì)20-21
• 2.3 激光熔覆設(shè)備21-24
• 2.4 激光熔覆層質(zhì)量控制24-26
• 2.4.1 裂紋的產(chǎn)生與控制24-25
• 2.4.2 氣孔的產(chǎn)生與控制25-26
• 2.4.3 結(jié)合強(qiáng)度的控制26
• 2.5 激光熔覆工藝參數(shù)的研究26-34
• 2.5.1 稀釋率對(duì)熔覆層質(zhì)量的影響26-28
• 2.5.2 激光功率對(duì)熔覆層質(zhì)量的影響28-29
• 2.5.3 掃描速度對(duì)熔覆層質(zhì)量的影響29-31
• 2.5.4 搭接率對(duì)熔覆層質(zhì)量的影響31-32
• 2.5.5 送粉速度對(duì)熔覆層質(zhì)量的影響32-34
• 2.6 Co基合金粉末熔覆層的制備34-36
• 2.6.1 WC/TZ303熔覆層的制備34
• 2.6.2 Stellite6激光熔覆層的制備34-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第3章 激光熔覆層性能研究37-55
• 3.1 前言37
• 3.2 力學(xué)性能分析37-44
• 3.2.1 拉伸性能測(cè)試37-39
• 3.2.2 沖擊韌性試驗(yàn)39-40
• 3.2.3 摩擦磨損試驗(yàn)40-44
• 3.3 激光熔覆層的微觀性能分析44-50
• 3.3.1 激光熔覆的快速凝固理論44
• 3.3.2 金相組織分析44-48
• 3.3.3 XRD衍射試驗(yàn)48-49
• 3.3.4 斷口分析49-50
• 3.4 硬度測(cè)試50-54
• 3.4.1 宏觀硬度試驗(yàn)50-51
• 3.4.2 顯微硬度51-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 輥道輥再制造研究55-65
• 4.1 引言55
• 4.2 輥道輥失效形式的研究55-57
• 4.3 輥道輥的激光熔覆再制造研究57-63
• 4.3.1 輥道輥再制造技術(shù)57-58
• 4.3.2 輥道輥再制造技術(shù)存在的問(wèn)題及發(fā)展方向58-59
• 4.3.3 輥道輥的激光熔覆試驗(yàn)59-60
• 4.3.4 40Cr激光熔覆層性能的研究60-63
• 4.4 輥道輥的激光熔覆再制造63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果71-72
• 致謝72

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