齒類件激光再制造及性能提升方法研究.pdf

1、再制造能夠使廢舊產(chǎn)品中蘊含的價值得到開發(fā)和利用，減小報廢產(chǎn)品對環(huán)境的污染，延長零部件的使用壽命，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、構建節(jié)約型社會的重要組成部分，具有十分重要的經(jīng)濟和社會意義。激光熔覆技術作為先進的再制造技術之一，具有對基體損傷小、加工精度高等優(yōu)點，在裝備零部件的再制造中具有顯著優(yōu)勢。
　　 齒類件是機械系統(tǒng)中傳遞載荷和運動的重要零件，齒的失效將直接影響機械系統(tǒng)的正常運行。由于傳統(tǒng)維修手段的限制，齒類件維修率較低。隨著激光技術的發(fā)展

2、使齒類件的修復有望獲得新的解決途徑。為此，本文以不同載荷下?lián)p傷齒類件為研究對象，采用激光技術實現(xiàn)了齒類件的再制造，并通過活化屏等離子體氮化復合處理實現(xiàn)了其性能的提升。本研究獲得的主要成果如下：
　　 針對調(diào)質(zhì)鋼齒類件體積損傷修復，開展了激光快速成形研究，重點研究了激光快速成形件的顯微組織和力學性能，探討了修復比例對激光再制造零件性能的影響規(guī)律。研究結果表明：激光快速成形件組織致密、具有快速凝固組織特征，力學性能較好。激光修復試樣

3、的性能由激光修復區(qū)和基體兩部分決定，隨著激光修復比例的增加，激光修復試樣的強度增加、塑性降低。
　　 針對灰鑄鐵齒面磨損激光修復，探討了鑄鐵激光熔覆裂紋的形成機理及控制措施，提出了采用電刷鍍/激光熔覆復合處理解決鑄鐵激光熔覆裂紋敏感性高的新方法。研究結果表明：電刷鍍/激光熔覆復合涂層組織致密，無裂紋、氣孔等冶金缺陷，該方法為鑄鐵齒類件的再制造提供了一條可行的技術途徑。
　　 針對高速重載滲碳齒面損傷的修復，成功設計出價格

4、低、成形性好、具有自強化性能的中錳鐵基合金熔覆材料。制備的中錳鐵基合金熔覆層組織致密，涂層與基體呈冶金結合，熔覆層硬度較高、具有較好的耐磨和抗接觸疲勞性能。采用熱力學計算、價電子理論和沖擊磨料磨損等方法研究了中錳鐵基合金熔覆層的自強化機理，為其實際應用提供了理論支撐。
　　 研究了采用激光熔覆/活化屏等離子體氮化復合處理來實現(xiàn)激光再制造后齒類件性能提升的方法，并探討了激光熔覆和活化屏等離子體氮化復合涂層的設計原則。研究結果表明：