La 2 O 3 改善激光熔覆WC/Ni基金属陶瓷复合涂层性能的研究

发布时间：2022-02-12 07:37

　　激光熔覆金属陶瓷工艺是利用激光束作为热源,使金属陶瓷粉末与基体材料熔化形成具有冶金结合,比基材更高硬度、耐磨性、耐腐蚀性的金属陶瓷涂层。WC/Ni60金属陶瓷粉末是最常见的金属陶瓷熔覆粉末。稀土可以改善激光熔覆涂层的组织与结构,增加涂层组织致密,降低涂层与基体之间的热膨胀系数差距,降低涂层中的热应力,减少夹杂和裂纹。但目前关于稀土对激光熔覆金属陶瓷涂层的组织、相组成以及性能的影响的相关研究较少。本文首先研究了不同激光加工参数对Q235钢上激光熔覆制备含稀土La2O3的WC/Ni基金属陶瓷涂层成型性（熔宽、熔高、熔深、润湿角和稀释率）的影响,总结出激光熔覆含La2O3的WC/Ni金属陶瓷涂层的最佳的加工工艺参数为:功率2000 W,扫描速度为100 mm/min,光斑直径2 mm,预热温度为T=300℃,保护气流量为10 L/min。然后,采用以上工艺参数,在60wt%Ni+40wt%WC粉末中分别加入质量分数分别为0,0.6%,1.0%,1.4%的La2O3稀土粉末,在Q235钢基体表面激光熔覆制备了一层La2O3/WC/Ni复合涂层,研究了稀土La2O3含量对涂层组织形貌,物相成分,... 

【文章来源】：北京工业大学北京市211工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光熔覆技术
        1.2.1 激光熔覆的工艺方法
        1.2.2 激光工艺参数对涂层的影响
        1.2.3 激光熔覆金属陶瓷涂层的性能
        1.2.4 激光熔覆金属陶瓷技术的应用
    1.3 稀土在金属陶瓷复合涂层中的应用研究现状
    1.4 课题研究的主要内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 基体材料及尺寸
        2.1.2 涂层材料
    2.2 实验设备及仪器
        2.2.1 大功率半导体激光器
        2.2.2 高能球磨机
        2.2.3 送粉器
    2.3 激光熔覆过程
    2.4 实验测试方法
        2.4.1 微观组织及相结构分析
        2.4.2 显微硬度测试
        2.4.3 摩擦磨损性能测试
        2.4.4 电化学耐腐蚀试验
    2.5 本章小结
第3章 激光熔覆La_2O_3/WC/Ni复合涂层的基本特征
    3.1 引言
    3.2 La_2O_3/WC/Ni金属陶瓷复合涂层的典型形貌
    3.3 工艺参数对涂层成型性的影响
        3.3.1 激光扫描功率对涂层的影响
        3.3.2 激光扫描速度对涂层的影响
        3.3.3 送粉率对涂层的影响
    3.4 工艺参数对稀释率与浸润角的影响
    3.5 本章小结
第4章 稀土La_2O_3含量对WC/Ni涂层组织与性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验
    4.3 涂层的典型显微组织
    4.4 涂层的物相与成分分析
    4.5 稀土La_2O_3含量对涂层组织的影响
    4.6 稀土La_2O_3含量对WC行为的影响
    4.7 稀土La_2O_3含量对涂层性能的影响
        4.7.1 稀土La_2O_3含量对涂层硬度的影响
        4.7.2 稀土La_2O_3含量对涂层耐磨性的影响
        4.7.3 稀土La_2O_3含量对涂层耐腐蚀性的影响
    4.8 La_2O_3/WC/Ni金属陶瓷复合涂层激光熔覆实例
    4.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]金属零件选区激光熔化直接成型技术研究进展(邀请论文)[J]. 杨永强,王迪,吴伟辉.  中国激光. 2011(06)
[2]不锈钢薄壁零件选区激光熔化制造及影响因素研究[J]. 杨永强,罗子艺,苏旭彬,王迪.  中国激光. 2011(01)
[3]金属粉末激光快速成形技术及发展现状[J]. 尚晓峰,韩冬雪,于福鑫.  机电产品开发与创新. 2010(05)
[4]选区激光熔化变密度快速制造工艺研究[J]. 吴伟辉,杨永强,王迪,黄伟红.  中国激光. 2010(07)
[5]金属零件直接快速制造技术及发展趋势[J]. 张海鸥,王超,胡帮友,蒋疆,邹海平,王桂兰.  航空制造技术. 2010(08)
[6]金属粉末选区激光熔化技术的研究现状及其发展趋势[J]. 尹华,白培康,刘斌,李玉新.  热加工工艺. 2010(01)
[7]工艺参数对SLM激光快速成型件表面粗糙度的影响[J]. 陈光霞,王泽敏,关凯,曾晓雁.  制造技术与机床. 2009(12)
[8]稀土对金属陶瓷涂层微观组织改性作用研究现状和应用进展[J]. 何科杉,程西云,李志华.  润滑与密封. 2009(03)
[9]激光熔覆技术发展现状及展望[J]. 邱星武,李刚,邱玲.  稀有金属与硬质合金. 2008(03)
[10]金属零件选区激光熔化快速成型技术的现状及发展趋势[J]. 吴峥强.  热加工工艺. 2008(13)

博士论文
[1]外载作用下激光熔覆WC/Ni复合涂层的疲劳断裂行为研究[D]. 许金沙.华东理工大学 2014

硕士论文
[1]Ni基大面积激光熔覆涂层制备工艺及组织性能研究[D]. 邱星武.辽宁工程技术大学 2008
[2]金属粉末选区激光熔化实验研究[D]. 孙大庆.北京工业大学 2007



本文编号：3621308