金屬材料表層復合電沉積及激光強化工藝研究.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,納米陶瓷具有較高的強度、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構陶瓷涂層一直是國內外材料領域重點研究的方向之一.納米復合電沉積是采用電沉積技術將第二相分散粒子(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,其復合沉積層具有結晶細致、組織均勻,硬度高,耐磨性、耐蝕性強的特點,但因為電化學機理限制,

2、沉積層與基體之間屬于機械結合,易發(fā)生剝裂、脫落.本課題將激光表面強化處理的方法與納米復合電沉積技術結合起來,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)域復合沉積的形成效率,再利用激光強化處理材料表面沉積后的納米陶瓷復合層,使沉積層與基體之間原有的機械結合變?yōu)橐苯鸾Y合,增強了結合力,并提高了復合層的表面特性.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>復合沉積層.之后,利用CO<,2>激光器對沉積層表面進行大功率激光的輻照處理.經性能檢測,激光處理后的試件顯微硬度、抗拉強度、屈服強度等機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構、顯微硬度、拉伸強度等性能的影響,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),會引起激光熱影響層的分布.本文建立了一個激光熱處理溫度場的簡易模型,分析了激光掃描時