金屬材料表層復(fù)合電沉積及激光強(qiáng)化工藝研究.pdf

1、納米陶瓷顆粒是介于固體與分子之間的具有納米數(shù)量級(1~100nm)尺寸的亞穩(wěn)態(tài)中間物質(zhì),納米陶瓷具有較高的強(qiáng)度、韌性和超塑性以及陶瓷固有的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的特性.在金屬材料表面形成牢固的納米結(jié)構(gòu)陶瓷涂層一直是國內(nèi)外材料領(lǐng)域重點(diǎn)研究的方向之一.納米復(fù)合電沉積是采用電沉積技術(shù)將第二相分散粒子(即納米陶瓷顆粒)共沉積在金屬材料基體表面上的一種方法,其復(fù)合沉積層具有結(jié)晶細(xì)致、組織均勻,硬度高,耐磨性、耐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn),但因?yàn)殡娀瘜W(xué)機(jī)理限制,

2、沉積層與基體之間屬于機(jī)械結(jié)合,易發(fā)生剝裂、脫落.本課題將激光表面強(qiáng)化處理的方法與納米復(fù)合電沉積技術(shù)結(jié)合起來,采用數(shù)控選擇性噴射電沉積的方法以提高材料所選定區(qū)域復(fù)合沉積的形成效率,再利用激光強(qiáng)化處理材料表面沉積后的納米陶瓷復(fù)合層,使沉積層與基體之間原有的機(jī)械結(jié)合變?yōu)橐苯鸾Y(jié)合,增強(qiáng)了結(jié)合力,并提高了復(fù)合層的表面特性.本文采用噴射電沉積工藝,在硫酸銅(CuSO<,4>)溶液中混入一定量的三氧化二鋁(Al<,2>O<,3>)納米顆粒,制備出Cu

3、-納米Al<,2>O<,3>復(fù)合沉積層.之后,利用CO<,2>激光器對沉積層表面進(jìn)行大功率激光的輻照處理.經(jīng)性能檢測,激光處理后的試件顯微硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等機(jī)械性能較激光處理之前均有所提高.研究了工藝參數(shù)對沉積層微觀組織形貌及結(jié)構(gòu)、顯微硬度、拉伸強(qiáng)度等性能的影響,并分析了形成原因.在激光掃描過程中,如果改變工藝參數(shù)(如功率、掃描速度、光斑面積),會(huì)引起激光熱影響層的分布.本文建立了一個(gè)激光熱處理溫度場的簡易模型,分析了激光掃描時(shí)