镍基合金激光熔覆技术若干问题研究

发布时间：2017-04-25 19:08

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【摘要】： 激光熔覆是利用高能量激光束熔化涂层材料和一薄层基体，形成一个无气孔、无裂纹并能和基体形成良好冶金结合的表面涂层，它已成为现代表面技术体系中的极具发展前途和颇具特色的新技术之一，并在“21世纪的再制造工程”中有着广阔的应用前景。 本文根据目前国内外激光熔覆技术的发展现状，以及向工业化应用推广所遇到的实际问题，从熔覆工艺、覆层材料和熔覆设备几个方面进行了一些实验研究。论文的主要内容如下： 1、从激光熔覆的理论、工艺、材料、设备、应用五个方面，综述了国内外激光熔覆技术的发展现状，以及目前所遇到的主要问题，和以后的发展趋势。提出了覆层质量不稳定、存在裂纹问题是阻碍激光熔覆技术工业化应用的最主要难题。 2、对比了市面所售的铸造、镍包、单晶三种形态的WC加入G112镍基自熔性合金粉末后，对激光熔覆层各方面的性能造成的不同影响。在分别加入30wt.％含量的情况下，发现其在高能激光束作用下，烧损机制不同；残留未熔WC颗粒分布有差异，并且都随激光扫描速度增加分布均匀化；对粘结相晶粒有一定程度的粗化；但同时加入三种WC后，覆层的整体显微硬度值都有明显提高，并且复合涂层的硬度值都随激光扫描速度的增加，呈现先增大后减小的变化趋势，在4mm／s时达到最大值；在摩擦性能方面，三种形态的WC都对原来G112覆层的减摩耐磨性能有不同程度的提高。综合以上三种WC对覆层各方面不同的影响，作为镍基合金激光熔覆层中的强化相，镍包WC和单晶WC综合作用效果优于铸造WC。 3、在对目前激光熔覆最棘手的裂纹问题论述基础上，针对多道搭接大面积较厚熔覆层非常容易出现裂纹的情况，尝试向G112+10wt.％WC／Ni金属陶瓷涂层中加入少量Y_2O_3，对覆层质量取得了很好的改善效果。在固定扫描速度4mm／s不变的情况下，对各覆层来说，1.8kw均为最佳功率条件；同时对加入各种含量的Y_2O_3覆层相比，得到了0.2wt.％Y_2O_3为最佳加入量的结果；在加入次含量Y_2O_3的覆层与原来覆层相比：晶粒明显细化，金相组织分布比较均匀，微观裂纹消失；显微硬度值分布更均匀，平均硬度值有所提高；减摩耐磨性能得到改善。同时还向多道搭接的G112+10wt.％WC／Ni金属陶瓷涂层中加入少量MgO，也取得了不错的改善效果。 郑州大学硕_L学位论文 镍基合金激光熔覆技术若干问题研究 4、针对在激光熔覆实验中使用国内配套送粉器所遇到的问题，我们自行研制了 一种简单实用的激光熔覆用送粉器。该送粉器采用螺旋推进方式，经实际使用证明， 对常用的铁、钻、镍自熔性合金粉末的送粉效果好，，并且能解决送粉过程中粉槽囤 积粉末、排不干净的问题。体积小、重量轻、易携带、使用方便。
【关键词】：激光熔覆 金属陶瓷复合涂层 碳化钨 多道搭接 氧化钇 送粉器
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-11
• 第二章 激光熔覆研究进展11-29
• 2.1 激光熔覆简介11-13
• 2.2 激光熔覆发展概况13-25
• 2.2.1 激光熔覆基础理论的研究14-17
• 2.2.2 激光熔覆工艺和组织性能的研究17-20
• 2.2.3 激光熔覆材料体系的研究20-23
• 2.2.4 激光熔覆设备的研究23
• 2.2.5 激光熔覆的应用研究23-25
• 2.3 激光熔覆目前存在的问题及发展方向25-27
• 2.3.1 激光熔覆的主要问题25-26
• 2.3.2 激光熔覆发展展望26-27
• 2.4 论文研究的目的、内容和意义27-29
• 第三章 三种形态WC对G112激光熔覆层的影响29-46
• 3.1 激光熔覆耐磨涂层的设计29-31
• 3.1.1 自熔性合金粉末和WC陶瓷相简介29-30
• 3.1.2 实验覆层材料的选取30-31
• 3.2 实验分析31-45
• 3.2.1 实验方法31-32
• 3.2.2 实验结果及分析32-45
• 3.2.2.1 三种形态WC在覆层中的分布32-36
• 3.2.2.2 金相组织分析36-40
• 3.2.2.3 硬度分析40-42
• 3.2.2.4 摩擦实验42-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第四章 Y_2O_3对多道搭接镍基碳化钨金属陶瓷激光熔覆层的影响46-62
• 4.1 激光熔覆中裂纹问题的研究46-48
• 4.2 Y_2O_3改善覆层质量的实验48-58
• 4.2.1 实验方法48-49
• 4.2.2 实验结果49-56
• 4.2.2.1 金相组织49-51
• 4.2.2.2 显微硬度分析51-54
• 4.2.2.3 摩擦实验54-56
• 4.2.3 分析与讨论56-58
• 4.2.4 结论58
• 4.3 向多道搭接的G112／WC覆层中加入MgO的实验58-62
• 第五章 螺旋推进式激光熔覆送粉器62-72
• 5.1 国内主要激光熔覆用送粉器简介62-64
• 5.2 螺旋推进式送粉器64-71
• 5.2.1 机械部分64-67
• 5.2.2 电路部分67-69
• 5.2.3 使用说明69-70
• 5.2.4 性能测试70-71
• 5.3 小结71-72
• 参考文献72-81
• 致谢81

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 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

2 郭士锐;姚建华;陈智君;楼程华;吴涵锋;;喷嘴结构对气雾化激光熔覆专用合金粉末的影响[J];材料工程;2013年07期

3 郭士锐;陈智君;张群莉;楼程华;姚建华;;不同压力对气雾化激光熔覆专用合金粉末的影响[J];中国激光;2013年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

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2 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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5 刘双;核阀密封面无钴镍基合金涂层材料及熔覆工艺研究[D];苏州大学;2010年

6 刘宝銮;1.5MW风力发电机转子轴颈激光熔覆修复工艺研究[D];湖南大学;2012年

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本文编号：326895