鑄鐵激光再制造技術(shù)的研究.pdf

1、鑄鐵被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械裝備中。由于工況或者鑄造本身的缺陷，鑄鐵件表面或內(nèi)部常出現(xiàn)氣孔和裂紋，再加上機(jī)械加工過程中的誤加工，導(dǎo)致裝備失效。目前，修復(fù)鑄鐵件的主要方法是焊接，但鑄鐵材料的可焊性差，焊接區(qū)域極易出現(xiàn)氣孔和裂紋等缺陷。激光熔覆時(shí)，熱影響區(qū)和基體變形小，該技術(shù)有可能會(huì)解決焊接中出現(xiàn)的缺陷。本文以QT-400和HT-250為研究對(duì)象，研究鑄鐵激光再制造過程中的氣孔和裂紋問題。
　　首先研究鑄鐵激光加工時(shí)氣孔產(chǎn)生的機(jī)理。利用光

2、纖激光系統(tǒng)，對(duì)球墨鑄鐵和灰鑄鐵分別在氬氣保護(hù)和開放條件下進(jìn)行激光重熔實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，激光重熔球墨鑄鐵時(shí)，氬氣保護(hù)條件和開放條件下，熔池中均未出現(xiàn)氣孔;對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行重熔時(shí)，氬氣保護(hù)條件下，重熔區(qū)域中的氣孔為析出性氣孔;開放條件下，重熔區(qū)域既有析出性氣孔又有碳氧反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣孔。利用半導(dǎo)體激光系統(tǒng)，在球墨鑄鐵和灰鑄鐵基體上激光熔覆L1粉末時(shí)，球墨鑄鐵熔覆層中氣孔主要是熔池中碳氧反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣孔;灰鑄鐵熔覆層中除了反應(yīng)性氣孔之外，還有析出

3、性氣孔。
　　其次，利用半導(dǎo)體激光系統(tǒng)，研究鑄鐵激光熔覆的基礎(chǔ)工藝。以QT-400為基體，自熔性合金粉末L1為熔覆材料，進(jìn)行單道和多道搭接激光熔覆。分析了激光工藝對(duì)熔覆層形貌的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)稀釋率是控制熔覆層中氣孔的重要參數(shù)。同時(shí)對(duì)多道搭接工藝進(jìn)行了研究，為后續(xù)的工藝優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)。
　　最后，根據(jù)上述研究成果，在研究球墨鑄鐵多層激光熔覆L1粉末的工藝基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合理的激光再制造方案，并對(duì)預(yù)制坡口的QT-400試板進(jìn)行了激