壓片預(yù)置式激光熔覆納米復(fù)合涂層制備工藝及仿真研究.pdf

1、表面納米復(fù)合涂層是目前表面工程科學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，利用壓片預(yù)置式激光熔覆能夠制備出冶金結(jié)合良好、無(wú)氣孔、無(wú)裂紋的納米復(fù)合涂層。
　　 本文研究壓片預(yù)置式激光熔覆納米復(fù)合涂層的制備工藝，解決了微納米粉體配比的確定、納米顆粒的分散、待熔覆樣件的制備和激光熔覆工藝參數(shù)的選擇等問(wèn)題，同時(shí)利用有限元技術(shù)深入研究激光熔覆過(guò)程中熔池對(duì)流、熔池面積的變化、固液界面的移動(dòng)以及凝固組織形成機(jī)制。本文從以下幾方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論。
　

2、　 1. 提出填充系數(shù)以改進(jìn)經(jīng)典的微納米粉體配比公式。利用行星式球磨機(jī)在1:1的醇水體系中分散納米氧化鈰顆粒，以穩(wěn)定性作為分散效果，以沉淀率及其變化量作為分散效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)，討論球磨時(shí)間、球料比、球磨機(jī)轉(zhuǎn)速和納米顆粒的理論質(zhì)量分?jǐn)?shù)等工藝參數(shù)對(duì)分散穩(wěn)定性的影響。介紹利用壓片機(jī)壓制粉末壓片和待熔覆樣件制備的過(guò)程。改進(jìn)能量利用率的計(jì)算公式，從能量利用率角度來(lái)選擇激光工藝參數(shù)。
　　 2. 對(duì)于壓片預(yù)置式激光熔覆的仿真，其仿真難點(diǎn)在于

3、熔化前后材料屬性的變化、熔覆材料由于熔化收縮而導(dǎo)致厚度的減小、以及粉末壓片與基材的接觸形式由非冶金接觸轉(zhuǎn)變成冶金化的結(jié)合。本文利用ANSYS模擬壓片預(yù)置式激光熔覆的溫度場(chǎng)，在仿真中動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)熔化前后材料屬性的變化、熔覆材料厚度的改變和粉末壓片與基材間接觸形式的轉(zhuǎn)換，提高了仿真精度（已經(jīng)申請(qǐng)專利）。
　　 3. 從基材熔池的寬度和深度方面驗(yàn)證溫度場(chǎng)的準(zhǔn)確性，同時(shí)從節(jié)點(diǎn)的溫度曲線方面說(shuō)明本文所述仿真難點(diǎn)對(duì)溫度場(chǎng)的影響。利用溫度場(chǎng)得到