本文關(guān)鍵詞：鋁合金表面激光熔覆Ni-Cu復合涂層的研究

  更多相關(guān)文章： 激光熔覆 Ni-Cu涂層 第三相元素 顯微硬度 耐磨性

【摘要】：本文利用激光熔覆技術(shù)，采用Nd:YAG脈沖激光器對預置了Ni-Cu混合粉末的6061鋁合金基體進行激光表面熔覆處理，期望原位生成鋁鎳銅金屬間化合物，從而提高6061鋁合金表面的耐磨性和硬度。 為了達到預期目的，本文采用正交試驗對不同搭接率、不同電流、不同脈寬、不同速度以及不同厚度的預置Ni-Cu混合粉末的鋁合金試樣進行激光熔覆處理，得到優(yōu)化的工藝參數(shù)，并使用優(yōu)化的工藝參數(shù)對Ni-Cu混合粉末的預置涂層，以及分別添加CeO2、Si、Co的Ni-Cu混合粉末的預置涂層進行激光熔覆試驗。利用SEM、XRD、金相分析等多種現(xiàn)代分析手段對不同成分的熔覆層的微觀組織、物相以及化學成分進行分析；使用顯微硬度計對熔覆層的顯微硬度進行測試，使用摩擦磨損試驗機對熔覆層的磨損性能進行測試。 試驗結(jié)果表明：在優(yōu)化的工藝參數(shù)下，激光熔覆Ni-Cu復合涂層得到了與基體具有良好的冶金結(jié)合的熔覆層，由Al-Ni金屬間化合物為主的致密的顯微組織；熔覆層的平均硬度最大達到了480HV，是基體的四倍多；耐磨性能為基體的1.937倍。在優(yōu)化的工藝參數(shù)下，添加CeO2、Si、Co等都對熔覆層顯微組織產(chǎn)生了影響，其中CeO2使組織細化，Si和Co使硬質(zhì)顆粒相增多；對熔覆層的硬度和磨損性能均有了較大提高，其中Si元素的影響效果最為明顯，添加Si元素的Ni-Cu熔覆層的平均硬度最大達到了1076HV，是基體的將近10倍；添加Si元素的相對耐磨性最高為鋁基體的3.274倍。熔覆層的磨損主要以磨料磨損為主，基體的磨損主要以粘著磨損為主。
【關(guān)鍵詞】：激光熔覆 Ni-Cu涂層 第三相元素 顯微硬度 耐磨性
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 激光在材料表面強化中的應用10-11
• 1.3 鋁合金激光熔覆的研究11-16
• 1.3.1 激光熔覆技術(shù)研究11-15
• 1.3.2 鋁合金激光熔覆研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 激光熔覆的應用16-17
• 1.5 本文的選題意義和主要研究內(nèi)容17-18
• 1.5.1 選題意義17
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容17-18
• 2 試驗內(nèi)容與研究方法18-26
• 2.1 試驗設(shè)備18
• 2.2 試驗技術(shù)路線18-19
• 2.3 試驗材料19-21
• 2.4 預置涂層21-22
• 2.4.1 熔覆材料的配比21-22
• 2.4.2 基體材料的預處理22
• 2.4.3 熔覆材料的涂覆22
• 2.5 工藝參數(shù)及樣品表征22-26
• 2.5.1 激光熔覆工藝參數(shù)22-23
• 2.5.2 樣品表征23-24
• 2.5.3 性能測試24-26
• 3 激光熔覆Ni-Cu復合涂層組織形貌研究26-42
• 3.1 引言26
• 3.2 正交試驗結(jié)果分析26-28
• 3.3 工藝參數(shù)對 Ni-Cu 復合涂層宏觀形貌的影響28-36
• 3.3.1 搭接率的影響28-30
• 3.3.2 熔覆電流的影響30-31
• 3.3.3 熔覆脈寬的影響31-32
• 3.3.4 熔覆速度的影響32-34
• 3.3.5 涂層預置厚度的影響34-36
• 3.4 熔覆涂層組織形貌研究36-41
• 3.4.1 涂層截面形貌36
• 3.4.2 涂層 X 射線衍射物相分析36-37
• 3.4.3 涂層組織形貌分析37-38
• 3.4.4 涂層中缺陷分析38-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 4 第三相元素對Ni-Cu復合涂層組織形貌的影響42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 CeO_2對 Ni-Cu 復合涂層的影響42-44
• 4.2.1 涂層 X 射線衍射物相分析42-43
• 4.2.2 涂層組織形貌分析43-44
• 4.2.3 涂層中的缺陷分析44
• 4.3 Si 元素對 Ni-Cu 復合涂層的影響44-47
• 4.3.1 涂層 X 射線衍射物相分析44-45
• 4.3.2 涂層組織形貌分析45
• 4.3.3 涂層中的缺陷45-47
• 4.4 Co 元素對 Ni-Cu 復合涂層的影響47-49
• 4.4.1 涂層 X 射線衍射物相分析47
• 4.4.2 涂層組織形貌分析47-48
• 4.4.3 涂層中缺陷分析48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 5 強化層性能測試50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 熔覆層的硬度50-54
• 5.3 磨損試驗及機理分析54-58
• 5.3.1 磨損性能測試54-57
• 5.3.2 磨損機理分析57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-60
• 6 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果65-66
• 致謝66-67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊洗陳,李會山,劉運武,王云山,唐英,孫榮祿;激光再制造技術(shù)及其工業(yè)應用[J];中國表面工程;2003年04期

2 吳敏,孫勇;鋁及其合金表面處理的研究現(xiàn)狀[J];表面技術(shù);2003年03期

3 潘鄰;激光表面改性技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J];表面工程資訊;2005年01期

4 黃曉艷,劉波;艦船用結(jié)構(gòu)材料的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];船舶;2004年03期

5 李淑華,尹玉軍,李樹堂;鋁及其合金的表面處理技術(shù)[J];材料保護;2001年03期

6 鄧志威，，薛文彬，汪新福，陳如意，來永春;鋁合金表面微弧氧化技術(shù)[J];材料保護;1996年02期

7 董世運;馬運哲;徐濱士;韓文政;;激光熔覆材料研究現(xiàn)狀[J];材料導報;2006年06期

8 張松,張春華,張錄廷,文R怪

本文編號：917909