機(jī)車氣門密封面激光熔覆鈷基合金應(yīng)用

為了研究在球墨鑄鐵qt600-3基體上熔覆鈷基合金,采用6kwco2激光器進(jìn)行激光熔覆,用掃描電鏡對(duì)激光熔覆層進(jìn)行形貌觀察,分析裂紋及氣孔的形成原因,取得在球墨鑄鐵基體上熔覆鈷基合金的最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明,球墨鑄鐵基體與熔覆層能形成良好的冶金結(jié)合,但熔覆功率過高使得熔覆層開裂傾向增大,過渡區(qū)及熱影響區(qū)的球狀石墨由原來的“牛眼狀”變?yōu)閱为?dú)的石墨球,石墨球外圍的環(huán)狀鐵素體出現(xiàn)消溶。

金屬密封環(huán)的密封穩(wěn)定性直接影響到牙輪鉆頭的使用壽命,利用激光熔覆技術(shù)在牙輪鉆頭金屬密封環(huán)材料20crnimo合金鋼表面熔覆合金涂層,達(dá)到提高其表面耐磨性能的目的,從而提高牙輪鉆頭的壽命。分析了激光熔覆層的微觀組織,測(cè)試了激光熔覆層的微觀顯微硬度及摩擦磨損性能。結(jié)果表明:高度彌散的金屬間化合物、納米晶與有較高韌性的非晶相夾雜的復(fù)合組織提高了涂層的力學(xué)性能,試樣表面硬度、抗磨損性能大幅提高。

通過對(duì)航空航天用超高強(qiáng)7050鋁合金進(jìn)行激光熔覆修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究,探討了激光熔覆修復(fù)鋁合金的可行性。實(shí)驗(yàn)采用5kwco2連續(xù)激光器作為加熱源,在惰性氣體保護(hù)隔離箱中,對(duì)7050鋁合金的板狀試樣進(jìn)行了激光單道熔覆、多道搭接熔覆、多層堆積熔覆的實(shí)驗(yàn)研究。得到優(yōu)化的激光熔覆工藝參數(shù),制備了激光熔覆修復(fù)試樣,并觀察了不同激光熔覆區(qū)的微觀組織以及拉伸斷口形貌。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,優(yōu)化激光熔覆工藝參數(shù)是:激光功率密度為1.84×104～2.12×104w/cm2,掃描速度為5mm/s,送粉量為1.8～2.4g/min,搭接寬度為1.5mm。采用優(yōu)化工藝參數(shù)熔覆,基底和熔覆區(qū)形成良好的冶金結(jié)合,熔覆后工件表面平整且基底沒有變形。同時(shí),采用干燥的氬氣加強(qiáng)對(duì)激光熔池的保護(hù)可以有效消除鋁合金激光熔覆中的缺陷。

通過送粉式激光熔覆在碳素工具鋼(t10鋼)表面制備了co基合金熔覆涂層。利用掃描電子顯微鏡(sem)和x射線衍射儀(xrd)分析其微觀結(jié)構(gòu)和相組成。結(jié)果表明:熔覆層中主要有γ-co相以及其他相,包括cr23c6、co7w6和crni。從熔池與基體界面到熔覆層表面存在不同的凝固形態(tài),依次為平面晶(在界面處)、胞狀晶和樹枝晶。微觀組織較細(xì)的樹枝晶強(qiáng)化了熔覆層,因而激光熔覆層的顯微硬度增加,耐腐蝕性提高。

采用萬瓦橫流co2激光器在紫銅表面熔覆鎳基自熔合金熔敷層,并采用sem、xrd、om和顯微維氏硬度計(jì)進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)和硬度分析。結(jié)果表明:在紫銅表面完全可采用激光熔覆的方法制備鎳基自熔合金的熔覆層,熔覆層與銅基體形成冶金結(jié)合,組織致密、晶粒細(xì)小、無裂紋、孔隙夾雜等缺陷,熔敷層內(nèi)具有等軸晶、樹枝晶及胞狀晶等不同結(jié)構(gòu),并有wc、w2c、ni3b等強(qiáng)化相顆粒。同時(shí),與采用超音速火焰噴涂(hvaf)涂層進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明激光熔覆層硬度雖然低于噴涂涂層,但磨擦系數(shù)小,耐磨損性能有明顯的提高。

利用激光熔覆技術(shù)在紫銅表面制備鎳基合金涂層。采用sem、xrd、eds、顯微維氏硬度計(jì)進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)和硬度分析,并測(cè)試了紫銅基體、鎳基熔覆層的耐沖蝕磨損性能。結(jié)果表明:激光熔覆層與銅基體形成冶金結(jié)合,組織致密、晶粒細(xì)小、無裂紋、孔隙、夾雜等缺陷,熔覆層內(nèi)具有等軸晶、樹枝晶及平面晶等不同結(jié)構(gòu),并有cr、ni、b等強(qiáng)化相顆粒。當(dāng)沖蝕角為60°時(shí)紫銅基體和熔覆層的質(zhì)量損失率都比較大,隨著沖蝕時(shí)間的增加,熔覆層質(zhì)量損失率比紫銅的質(zhì)量損失率要低得多,激光熔覆層的耐磨性比基體組織的耐磨性提高了近3倍,激光熔覆層的耐沖蝕磨損性能得到明顯提高。

介紹了閥門密封面常用材料堆焊鈷基合金(焊絲)的化學(xué)成分、牌號(hào)類別和熔敷金屬層常有的缺陷。論述了手工鎢極氬弧焊(gtaw)的工藝驗(yàn)證方法?？偨Y(jié)dn300奧氏體不銹鋼三偏心蝶閥密封面堆焊鈷基合金的質(zhì)量控制。

為進(jìn)一步提高q345鋼激光熔覆層的耐磨性能,利用激光熔覆技術(shù)在q345鋼表面制備了70%ni60a+30%wc熔覆層(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。采用x射線衍射儀及掃描電鏡分析了熔覆層的物相、顯微組織,采用摩擦磨損試驗(yàn)研究其耐磨性能。結(jié)果表明,q345鋼表面激光熔覆鎳基wc合金對(duì)其表面的晶粒細(xì)化、顯微硬度和耐磨性等都有很大提升。

利用dl-t5000型二氧化碳激光器在qt-500球墨鑄鐵表面熔覆鐵基合金層,分析了激光熔覆層的顯微組織,測(cè)試了其顯微硬度及磨損性能。結(jié)果表明:制備的熔覆層組織致密、無裂紋,與基體形成了良好的冶金結(jié)合;從熔覆層表面到熱影響區(qū)的組織依次為大量的樹枝晶、等軸晶、樹枝晶;熔覆層的硬度較基體的提高了2.5倍,其磨損量約為基體的1/3,熔覆層耐磨性能增強(qiáng)的主要原因是鐵基合金與元素鎳、鉻等形成固溶體和碳化物等的強(qiáng)化作用所致。

在不銹鋼表面采用直接堆粉預(yù)置涂層方法制備激光熔覆層,得到消除了宏觀裂紋和孔洞的熔覆層,熔覆層和基體呈冶金結(jié)合。其顯微組織主要由fe-ni合金、wc及fe_2c所組成,由于wc顆粒的存在使顯微硬度相對(duì)基體有顯著提高。

采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射及能譜分析對(duì)純銅表面送粉激光熔覆制備的銅合金涂層進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,涂層與基體為冶金結(jié)合,無氣孔、裂紋等缺陷,涂層稀釋率極低,銅合金涂層在凝固過程中通過液相分離形成大量均勻彌散分布的細(xì)小球形分離相、富含銅的固溶體和少量大塊分離相聚集體;細(xì)小分離相的平均直徑小于5μm,分離相由富含fe、co、mo的多元金屬硅化物組成。富含銅固溶體的硬度為280hv0.1,大塊分離相聚集體的硬度為510hv0.1。磨損試驗(yàn)結(jié)果表明,激光熔覆涂層的耐磨性較純銅基體有顯著提高。

激光熔覆能很好地解決煤礦設(shè)備在井下現(xiàn)場(chǎng)使用中存在的問題,提高設(shè)備的可靠性和使用壽命,也可用于煤礦設(shè)備的修復(fù)和再制造,具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)推廣價(jià)值。主要就激光熔覆技術(shù)在煤礦設(shè)備再制造中的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

用nd:yag脈沖激光在低硅鋼表面制備激光熔覆高硅涂層,研究了激光熔覆高硅涂層樣品的組織和磁性能.結(jié)果表明,制備出的激光熔覆高硅涂層組織致密、無氣孔和裂紋,且與基體有良好的冶金結(jié)合.經(jīng)激光熔覆后硅鋼表面存在熔覆區(qū)、界面結(jié)合區(qū)和熱影響區(qū).熔覆區(qū)的顯微組織不均勻,隨著與結(jié)合界面距離的增加,由柱狀晶變?yōu)闃渲?最終過渡到表層的細(xì)小樹枝晶組織.熔覆層與基體之間的結(jié)合界面為平面晶組織,熱影響區(qū)為馬氏體組織.熔覆涂層的顯微硬度遠(yuǎn)高于低硅鋼基體,其主要原因是涂層具有較高的si含量,涂層中的α-fe和γ-fe雙相組織也導(dǎo)致了硬度的提高.激光熔覆高硅涂層硅鋼樣品經(jīng)擴(kuò)散退火后具有室溫鐵磁性,si含量的提高使其室溫直流破性能優(yōu)于原始低硅鋼.

在激光熔覆過程中,三通道同軸送粉噴嘴是關(guān)鍵部件,它利用惰性氣體將金屬粉末穩(wěn)定地輸送到熔池,同時(shí)形成保護(hù)流場(chǎng),隔絕周圍的空氣。噴嘴氣體流場(chǎng)對(duì)粉末的匯聚和高溫區(qū)域的保護(hù)具有顯著的作用,直接影響粉末利用率、金屬材料性能和零件的成形精度。為了研究噴嘴保護(hù)流場(chǎng)特性,文中采用粒子圖像測(cè)速(piv)技術(shù)結(jié)合數(shù)值模擬計(jì)算,對(duì)自研的三通道同軸送粉噴嘴氣體速度場(chǎng)分布進(jìn)行了試驗(yàn)和分析。結(jié)果表明,噴嘴中心、內(nèi)環(huán)和外環(huán)三個(gè)通道出口的氣流速度一致時(shí),噴嘴所形成的流場(chǎng)較為穩(wěn)定,沒有渦流存在。因此,粉末的匯聚性及對(duì)溶池的保護(hù)效果好;當(dāng)外通道氣流速度大于內(nèi)通道時(shí),在工件表面上出現(xiàn)旋渦,流場(chǎng)呈不穩(wěn)定狀態(tài);隨噴嘴與工件表面距離增加,有效保護(hù)范圍減小。

通過采用光纖激光器進(jìn)行一系列工藝性試驗(yàn),結(jié)合鐵路貨車激光熔覆凸字標(biāo)志牌要求,選擇合理的工藝參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,選用2組工藝參數(shù)對(duì)chw-ⅰ型自熔性粉末在高強(qiáng)耐大氣腐蝕鋼q450nqr1上進(jìn)行熔覆試驗(yàn),對(duì)熔覆試樣的宏觀形貌、熔覆層硬度、顯微組織和耐大氣腐蝕性能等進(jìn)行了研究分析。

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氣門密封性檢測(cè)機(jī)設(shè)備清單及控制流程 1、位于缸蓋線上，用于2缸機(jī)、3缸機(jī)、4缸機(jī)、6缸機(jī)四個(gè)品種的氣門密封性檢測(cè)。具體 如下： 品 種 2缸機(jī)3缸機(jī) 2jd35jd2102bty295bty2100bty3102bjdm390ty395bty3100b 品 種 4缸機(jī)6缸機(jī) 4jd80jd495bjd4100bjd4102bjd4108jd6108 序號(hào)名稱數(shù)量 1氣門密封性檢測(cè)機(jī)110寸觸摸屏 項(xiàng)目名稱工序位置op1080 設(shè)備編號(hào)ao1304.l02.09設(shè)備名稱氣門密封性檢測(cè)機(jī) 設(shè)備節(jié)拍產(chǎn)品種類 功能描述1臺(tái)，氣門密封性檢測(cè) 主要控制 元件 序號(hào)名稱型號(hào)或數(shù)量備注 1 上密封變距電 機(jī) 伺服電機(jī)松下a5 msme082g1v，1臺(tái) 功率0.75kw 2 下密封變距電 機(jī) 3

用激光熔覆co基合金的方法處理了內(nèi)燃機(jī)排氣門密封面,得到晶粒非常細(xì)小的枝晶組織,能滿足實(shí)際使用要求。對(duì)熔覆層組織的觀察中發(fā)現(xiàn),熔覆組織會(huì)對(duì)基體組織有繼承性。

Ni—Cr—B—Si系合金激光熔覆—結(jié)合帶與熱影響區(qū)

介紹了石化、火力發(fā)電及核能等領(lǐng)域閥門密封面常用堆焊鈷基合金的化學(xué)成分、牌號(hào)類別、主要性能和幾種常用的堆焊方法及質(zhì)量控制。

使用co2激光器對(duì)9sicr工具鋼表面進(jìn)行co基和ni基合金熔覆處理,x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡分析了激光合金熔覆層的相組成和顯微組織;顯微硬度計(jì)對(duì)合金熔覆區(qū)的顯微硬度進(jìn)行測(cè)量·結(jié)果表明,合金熔覆層在微觀結(jié)構(gòu)上存在熔覆區(qū)、結(jié)合區(qū)和基體熱影響3個(gè)區(qū)域·co基合金熔覆區(qū)相組成為奧氏體+鐵素體+碳化物,ni基合金熔覆區(qū)相組成為奧氏體+鐵素體+碳化物+金屬間化合物·ni基合金熔覆層的顯微硬度約為co基的2倍

在鈦合金(tc4)表面采用預(yù)置粉末的方式激光熔覆純鐵粉,利用熱力學(xué)相圖分析軟件(thermo-calc)對(duì)ti-fe-al-v體系進(jìn)行平衡相圖計(jì)算,同時(shí)對(duì)體系可能發(fā)生的熱力學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能(δg0)進(jìn)行計(jì)算.x線衍射(xrd)結(jié)果表明,熔覆層主要存在相有feti、fe2ti、ti3al和α-ti,熔覆層的顯微硬度大大高于基體,最大值為1300hv,熔覆層耐磨性能顯著提高,約為基體材料的6.4倍.