Ni基复合粉末激光熔覆层组织与性能的研究

发布时间：2016-11-24 05:13

  本文关键词：Ni基复合粉末激光熔覆层组织与性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《山东大学》 2013年

Ni基复合粉末激光熔覆层组织与性能的研究

李泽邦  

【摘要】：许多机械零部件根据其工艺要求和冲击韧性,一般都采用锻造及焊接性能良好的高强度低碳合金钢制造。但这类钢经热处理后的硬度和耐磨性能较低,在苛刻的冲击磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损下极易失效。为了满足零部件耐磨耐蚀的工作要求,采用激光熔覆技术对零部件表面进行强化与修复,具有显著的经济效益。 本文使用激光熔覆成套设备在Q345钢表面制备了Ni60A激光熔覆层、Ni60A+WC复合粉末激光熔覆层和Ni60A+F313合金粉末激光熔覆层,优化了工艺参数,并对熔覆层的组织形貌、物相、耐磨性和耐腐蚀性进行了研究。 本试验所获得的最优工艺参数为：激光功率为2400W、扫描速度为5mm/min、光斑为圆形且直径是4mm、预置粉末厚度为1mm、保护气体流速为10L/min、搭接率为25%。这些工艺参数能获得面积较大,与基体材料结合良好,裂纹、气孔等缺陷极少的熔覆层。 Ni60A激光熔覆层物相主要有γ-(Ni,Fe)、 Cr7C3、 Fe3Ni2、 CrB等。Ni60A+WC熔覆层的WC的含量为10wt%时,WC在熔覆层中完全分解,并且部分固溶到熔覆层的组织中以及生成含W的Ni4W等新相；当WC的加入量为30wt%以上时,熔覆层的组织细化,在γ-(Ni,Fe)枝晶间出现小块状的富W相。Ni60A+F313熔覆层中主要出现较多的枝晶以及分布在枝晶间的金属间化合物FeNi3和富Fe的相。 Ni60A+WC激光熔覆层的耐磨性随着WC的含量增加先上升后略有下降。当WC含量较低时,其磨损机制是以磨料磨损为主,伴有粘着磨损。当WC含量较高时,熔覆层的磨损机制以粘着磨损为主,伴有磨料磨损和氧化磨损。Ni60A+WC激光熔覆层最少的磨损失重量是Q345钢的7%。Ni60A+F313粉末激光熔覆层的耐磨性随着F313合金粉末含量的增加而升高,其磨损机制是磨料磨损和粘着磨损,而熔覆层的磨损失重中粘着磨损占得的比例增多。 Ni60A+WC的激光熔覆层的耐腐蚀性随WC含量增加呈现先略有升高后下降的趋势。加入WC能够使熔覆层组织细化,降低组织间的电位差,而且熔覆层表面的有Ni、Cr氧化膜,导致熔覆层耐腐蚀性上升；但是WC过多以后,熔覆层中的硬质相增多,原电池数目相对增多,Ni、Cr元素的含量减少,导致Ni、 Cr在熔覆层表面减少,从而使熔覆层的耐蚀性下降。Ni60A+F313粉末激光熔覆层的耐腐蚀性随着F313合金粉末的增多而呈下降趋势。熔覆层中含Fe的相增多,增加了熔覆层各相之间的电位差,增加了原电池效应。而且熔覆层中Ni、Cr元素含量的减少,使熔覆层表面的氧化膜的致密性降低,减小了熔覆层的耐腐蚀性。

【关键词】：
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG174.4
【目录】：

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1 潘邻;激光表面改性技术的现状与展望[J];表面工程资讯;2005年01期

2 董世运;马运哲;徐滨士;韩文政;;激光熔覆材料研究现状[J];材料导报;2006年06期

3 董刚;严彪;邓琦林;余廷;;搭接对激光熔覆Ni60合金涂层组织影响的研究[J];材料导报;2010年22期

4 陈冷;邱晨;;等离子钴基熔覆层的组织和性能研究[J];材料工程;2009年S2期

5 朱润生;自熔合金粉末的研究[J];粉末冶金工业;2000年02期

6 高慧;相珺;王茺;李赫亮;徐艳菊;;Al_2O_3对激光熔覆镍基涂层腐蚀性的影响[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年03期

7 王新林,石世宏,郑启光;核阀密封面激光熔覆层稀释率控制研究[J];光电子·激光;2003年02期

8 李养良;金海霞;白小波;席守谋;;激光熔覆技术的研究现状与发展趋势[J];热处理技术与装备;2009年04期

9 杨宁;杨帆;;激光熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响[J];热处理技术与装备;2010年04期

10 孙全;;激光熔覆技术在石化机械维修上的应用[J];企业技术开发;2011年21期

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1 薛志芬;45钢表面激光熔覆耐磨耐蚀涂层研究[D];重庆理工大学;2009年

2 王一博;激光熔覆制备耐磨耐蚀涂层[D];哈尔滨工程大学;2009年

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1 赵海;张教强;季铁正;杨满红;寇开昌;;离子注入技术改性聚酰亚胺薄膜的研究进展[J];工程塑料应用;2011年07期

2 赵海;张教强;季铁正;杨满红;晁敏;寇开昌;;聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯层压复合材料摩擦性能研究[J];工程塑料应用;2011年10期

3 袁根福;激光加工技术的应用与发展现状[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年01期

4 郭艳,田继宏;高压泵柱塞表面切削加工方法的探讨[J];鞍山师范学院学报;2003年02期

5 马幼平,温维新,刘鹏飞,徐可为;温度变化对ZM5镁合金表面扩渗层组织的影响[J];兵器材料科学与工程;2004年02期

6 徐维普,徐滨士,张伟,孟凡军,李新;高速电弧喷涂Fe-Al/Cr_3C_2粉芯丝材的研制与性能研究[J];兵器材料科学与工程;2004年02期

7 杜令忠,徐滨士,董世运,杨华,吴毅雄;纳米复合镀层的研究现状[J];兵器材料科学与工程;2004年03期

8 黄瑞芬,罗建民,王春琴;激光熔覆技术的应用及其发展[J];兵器材料科学与工程;2005年04期

9 王小范,姚建华,张群莉;激光表面堆焊技术的应用及展望[J];兵器材料科学与工程;2005年04期

10 徐维普;徐滨士;张亚余;葛雷;;高速电弧喷涂Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层摩擦氧化机理研究[J];兵器材料科学与工程;2006年01期

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1 李金桂;张启富;袁训华;;材料与环境[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集（第四卷）[C];2011年

2 郭艳红;;一种锌合金件用高效无磷化学除油粉的研制[A];2011年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2011年

3 王韶云;李国禄;王海斗;刘金海;徐滨士;朴钟宇;;不同载荷条件下NiCr-Cr_3C_2涂层的加速接触疲劳寿命[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

4 张志强;李国禄;王海斗;徐滨士;朴钟宇;;声发射技术在接触疲劳失效检测中的应用[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

5 相泽锋;林有希;谢炜;;电火花沉积陶瓷涂层耐磨性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

6 赵洪运;孙清洁;舒凤远;姜云禄;;AlN陶瓷表面快速制备铜覆层激光熔覆温度场的模拟及工艺参数对温度场的影响[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

7 徐锦锋;唐桢;任永明;翟秋亚;;高铬铸铁芯堆焊焊条堆焊层组织分析[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年

8 霍润科;杨俊卿;姚志飞;黄沛;;受酸腐蚀砂岩的物理力学性质探讨[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

9 蒋斌;徐滨士;董世运;欧忠文;;电刷镀纳米颗粒复合镀层的组织与沉积过程研究[A];2010中国·重庆第七届表面工程技术学术论坛暨展览会论文集[C];2010年

10 王洪涛;王国成;;电弧喷涂技术在长效防腐领域的应用[A];第十一次全国农机维修学术会议论文集[C];2003年

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1 苏志俊;稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响[D];河南理工大学;2010年

2 杜武青;西部大气环境中聚酯玻璃钢老化及室内外老化相关性研究[D];南昌航空大学;2010年

3 张乐朋;前驱体碳化等离子熔覆高铬铁基耐磨涂层组织与性能研究[D];山东科技大学;2010年

4 丛景彬;新型多脉冲YAG激光器在打孔上的实验与研究[D];长春理工大学;2010年

5 包金哲;煤化工气液固多相流管道磨蚀机理及仿真预测研究[D];浙江理工大学;2010年

6 杨文超;激光制备原位生长WB-CrB颗粒增强镍基复合涂层[D];郑州大学;2010年

7 任菲;汽车缸套激光表面硬化的研究[D];郑州大学;2010年

8 李倩;钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D];大连理工大学;2010年

9 孟庆轩;气熔比法铝合金薄板激光切割试验及数学模拟[D];大连理工大学;2010年

10 梁晓康;激光快速成形316L/Inconel718功能梯度材料的研究[D];大连理工大学;2010年

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1 陈浩,潘春旭;钴基合金激光熔覆组织及其耐磨耐蚀性研究[J];兵器材料科学与工程;2002年02期

2 黄瑞芬,罗建民,王春琴;激光熔覆技术的应用及其发展[J];兵器材料科学与工程;2005年04期

3 徐滨士 ,马世宁 ,朱绍华 ,梁秀兵;表面工程与再制造工程的进展[J];中国表面工程;2001年01期

4 杨洗陈,李会山,刘运武,王云山,唐英,孙荣禄;激光再制造技术及其工业应用[J];中国表面工程;2003年04期

5 于有生,倪火炬,温家伶;铁基合金激光熔覆的研究[J];中国表面工程;2004年04期

6 马运哲;董世运;徐滨士;韩文政;;CeO_2对激光熔覆Ni基合金涂层组织与性能的影响[J];中国表面工程;2006年01期

7 石世宏;激光熔覆工艺与粉末对覆层开裂行为的影响[J];表面技术;1998年04期

8 马岳,段祝平,杨治星,吴承康;表面等离子喷涂材料研究的现状及发展[J];表面技术;1999年04期

9 张维平,刘文艳;激光熔敷陶瓷涂层综述[J];表面技术;2001年04期

10 邓迟;王勇;;稀土对激光熔覆生物陶瓷涂层纵截面组织形貌的影响[J];表面技术;2006年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 赵栋;镍基合金激光熔覆技术若干问题研究[D];郑州大学;2003年

2 马玉涛;激光熔覆钢基表面自生复合材料的研究[D];大连理工大学;2004年

3 余菊美;铁基合金激光熔覆层质量与性能改善的研究[D];郑州大学;2004年

4 许鹏;炮钢表面激光熔覆纯铬粉末的研究[D];长春理工大学;2006年

5 沈燕娣;激光熔覆工艺基础研究[D];上海海事大学;2006年

6 王文丽;原位自生颗粒增强镍基激光熔覆涂层研究[D];郑州大学;2007年

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1 颜永根;李明喜;张世宏;何宜柱;;纳米CeO_2对Ni基合金激光熔覆层的组织与耐蚀性的影响[J];中国稀土学报;2007年05期

2 熊忠琪;邓琦林;周春燕;高宾;;磨损零件的激光熔覆修复实验研究[J];电加工与模具;2009年01期

3 刘宏,郭荣新,张金东;钴基合金火焰涂层的激光熔覆与应用[J];山东轻工业学院学报;2001年04期

4 刘荣祥,雷廷权,郭立新;钛合金激光表面熔覆的研究与进展[J];材料科学与工艺;2004年05期

5 孙荣禄;王成扬;;激光熔覆TiN金属陶瓷涂层的微观组织[J];天津大学学报;2007年11期

6 熊云;王勇;张开峰;张跟庆;;激光熔覆Stellite6/WC的组织与性能研究[J];中国表面工程;2008年01期

7 李大生;刘继常;;激光熔覆金属层柱状晶/等轴晶转变模型的研究进展[J];机械工程材料;2008年02期

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1 杨义忠;郑晓庆;马明星;张伟明;张红军;钟敏霖;刘文今;;5CrMnMo模具钢及其堆焊层表面激光熔覆层的组织特性[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集（上册）[C];2009年

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3 杨院生;丁刚;曲敬信;邵荷生;;激光熔覆镍基碳化钨合金层的腐蚀磨损特性研究[A];第二届全国青年摩擦学学术会议论文专辑[C];1993年

4 胡灶福;李明喜;张世宏;何宜柱;;激光熔覆La_2O_3／Ni基合金涂层的研究[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年

5 斯松华;刘月龙;赵星明;万荣春;何宜柱;;Cr_3C_2／Co激光熔覆层的组织与性能研究[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年

6 袁晓敏;龚佑品;;激光熔覆Ni基TiB_2陶瓷复合涂层的组织与性能[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年

7 赵世海;蒋秀明;;16Mn钢基Ni合金激光熔覆层耐冲蚀性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（10）[C];2007年

8 徐娙梅;郑飞跃;高文斌;;激光表面熔覆技术最佳参数实验研究[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2006（11）卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第11届学术研讨会论文集[C];2006年

9 丁阳喜;王炳;;T10钢表面激光熔覆Ni60-La_2O_3熔覆层性能研究[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年

10 武万良;刘荣祥;董盛敏;孙俭峰;;Ti-6Al-4V合金及其表面Ti+TiC激光熔覆层的摩擦磨损性能[A];2006全国摩擦学学术会议论文集（一）[C];2006年

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1 ;[N];电子报;2008年

2 ;[N];通信产业报;2000年

3 世基投资;[N];重庆商报;2000年

4 曹文;[N];国际商报;2000年

5 张国章;[N];中国机电日报;2002年

6 国风;[N];解放军报;2001年

7 本报记者 周培玉 王一文;[N];中国企业报;2000年

8 金绮;[N];中国航空报;2001年

9 ;[N];人民邮电;2001年

10 付宁;[N];中国计算机报;2001年

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1 王文举;Ni催化剂催化乙醇重整制氢的研究[D];天津大学;2009年

2 洪学斌;Ni金属催化剂催化甲烷部分氧化制合成气的研究[D];天津大学;2009年

3 唐道平;碱性聚合物电解质燃料电池阳极Ni基催化剂研究[D];武汉大学;2009年

4 张安杰;Ni基催化剂上甲烷二氧化碳重整制合成气的研究[D];大连理工大学;2011年

5 解雅玲;基于C（Ni）纳米催化剂的设计合成及其催化加氢性能[D];大连理工大学;2012年

6 赵延民;MgZn（Ni）O薄膜制备及垂直结构紫外探测器特性研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

7 熊伟;Ni合金相图、相平衡及相变的热力学研究[D];中南大学;2010年

8 李勋平;BGA结构Cu(Ni)/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni(Cu)微焊点显微组织形成和演化及剪切断裂行为的尺寸效应[D];华南理工大学;2011年

9 刘红艳;Ni基双金属催化的CH_4/CO_2重整反应中积碳问题的研究[D];太原理工大学;2012年

10 荣泽明;骤冷骨架Ni和纳米Pt/C催化芳环和硝基加氢的研究[D];大连理工大学;2010年

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1 李泽邦;Ni基复合粉末激光熔覆层组织与性能的研究[D];山东大学;2013年

2 皮政清;调控激光熔覆层开裂行为的实验研究[D];南华大学;2011年

3 夏银锋;自润滑激光熔覆层的制备及其组织与性能研究[D];燕山大学;2011年

4 徐勤官;陶瓷颗粒增强铁基合金激光熔覆层的研究[D];山东大学;2012年

5 姚远;Ni60合金激光熔覆层组织和力学性能研究[D];燕山大学;2012年

6 龙大伟;铝青铜表面激光熔覆层的腐蚀性与高温摩擦性能的研究[D];兰州理工大学;2010年

7 徐爱琴;核阀密封面无钴镍基合金激光熔覆层组织性能研究[D];苏州大学;2012年

8 项海亮;钛对高铬铸铁合金激光熔覆层组织与性能的影响研究[D];上海交通大学;2013年

9 刘云静;AZ91D镁合金表面激光改性的组织和性能研究[D];太原理工大学;2011年

10 张梦玮;NI方案治疗复发或难治性非霍奇金淋巴瘤的临床分析[D];新疆医科大学;2010年

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