活塞銷工作面激光合金化工藝及裝置研究.pdf

1、采用Nd∶YAG激光器對活塞銷工作面進(jìn)行激光合金化處理，以提高其表面硬度和耐磨性能。通過對活塞銷工作面激光合金化的實(shí)驗(yàn)研究及理論分析，進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，提高合金化質(zhì)量。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)主要從激光的加工方法、合金化材料的選擇、合金化材料的添加方式、基體材料表面的預(yù)處理以及激光掃描路徑規(guī)劃五個(gè)方面，對活塞銷工作面激光合金化的工藝進(jìn)行制定。
　　(2)為方便對活塞銷進(jìn)行激光表面合金化處理，獲得較好的表面質(zhì)量，根據(jù)活

2、塞銷的尺寸以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)活塞銷的專用夾具對其進(jìn)行裝夾，并利用靜電吸附的原理設(shè)計(jì)合金化粉末的預(yù)涂裝置，提高了加工效率。
　　(3)通過單因素實(shí)驗(yàn)得出脈沖工作電流、掃描速度、脈沖寬度、脈沖頻率和離焦量對合金層質(zhì)量的影響規(guī)律，選擇脈沖工作電流、掃描速度和離焦量三個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，得出最佳工藝參數(shù)組合為:脈沖工作電流I=150A，掃描速度V=160mm/min，離焦量L=12mm，脈沖寬度ti=0.8ms，脈沖頻率f=100Hz，并

3、建立了基于活塞銷工作面硬度以及合金化厚度的數(shù)學(xué)模型。
　　(4)在最佳工藝參數(shù)組合下，通過X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)合金層的物相主要由馬氏體、Fe-Ni固溶體、Ni-Cr-Fe固溶體、Cr23C6、CrB、Ni2Si等，其對合金層表面強(qiáng)化起著重要作用。
　　(5)在最佳工藝參數(shù)組合下，用銷環(huán)式磨損試驗(yàn)機(jī)對活塞銷激光合金化處理的部分進(jìn)行耐磨性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明激光合金化處理20Cr鋼活塞銷的耐磨性比未處理前的增強(qiáng)了4.3倍。通過掃描電子顯