激光熔覆鐵基厚耐磨涂層性能研究與成形質量控制.pdf

1、激光熔覆是一種利用激光極高的能量密度制備高性能材料的表面改性技術，而熔覆時所使用的鐵基合金粉末因其價格低廉、硬度高且耐磨性能優(yōu)異在應用研究過程中更具實際意義。隨著對機械性能要求的提高，激光熔覆處理材料總體向大面積、大厚度、高硬度及高耐磨性的方向發(fā)展，而厚耐磨熔覆層在制備過程中更易產(chǎn)生裂紋、成形質量不穩(wěn)定等問題。在此背景下，本文對熔覆過程中使用的合金粉末進行了設計，采取非連續(xù)多層熔覆工藝，制備了硬度呈梯度變化的鐵基厚耐磨熔覆層。
　

2、　本研究主要內容包括：⑴根據(jù)激光熔覆凝固時的特點及缺陷的產(chǎn)生過程，分析了導致涂層裂紋的因素；并采用連續(xù)及非連續(xù)加工工藝驗證了其缺陷產(chǎn)生過程。結合熔覆材料的設計原則，設計了三種硬度呈梯度變化的鐵基合金粉末，并使用合適的工藝參數(shù)制備了表面光滑平整且無裂紋存在的厚耐磨熔覆層。⑵在制備完成的厚耐磨涂層上進行區(qū)域微觀組織分析和顯微硬度測試；通過拉伸及沖擊性能的測定，對比分析了厚耐磨涂層與45鋼基體、單層耐磨涂層的力學性能優(yōu)劣；借助摩擦磨損試驗機檢

3、測了熔覆層的耐磨損性能。⑶激光熔覆層的形貌尺寸決定了熔覆層的成形質量及精度，而工藝參數(shù)對涂層的宏觀尺寸有直接的影響，結合前期大量的實驗基礎，探索了激光熔覆不同工藝對熔覆層尺寸及結合性能的影響關系，得到了熔覆層寬度W、熔覆層厚度H及熔深h受激光功率P、掃描速度V與鋪粉厚度T的變化規(guī)律，為實現(xiàn)熔覆層成形質量控制奠定了基礎。⑷通過實驗分析及理論研究，以激光功率、掃描速度及鋪粉厚度為熔覆層質量的主要影響因素，以遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡的方式，建