激光熔覆層裂紋控制方法與實(shí)踐.pdf

1、激光表面熔覆技術(shù)與其他表面加工技術(shù)相比具有應(yīng)用面廣、實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)，但高硬度耐磨熔覆層的裂紋問題限制了該技術(shù)的推廣。本文針對熔覆層的裂紋問題進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。利用聲發(fā)射技術(shù)檢測了熔覆過程中的裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展?fàn)顩r，開發(fā)了在基體未預(yù)熱和未設(shè)計(jì)過渡層的情況下控制裂紋產(chǎn)生的新工藝，并在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用。主要研究內(nèi)容如下： ⑴基于聲發(fā)射技術(shù)，提出了一種新熔覆層裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展過程的檢測方法。利用該方法可檢測不同材料的熔覆層裂

2、紋，并能夠精確確定裂紋發(fā)生的位置。根據(jù)裂紋發(fā)生的時間、位置、熔覆過程溫度變化規(guī)律，以及有限元分析計(jì)算結(jié)果，給出了裂紋產(chǎn)生的溫度范圍。 ⑵研制了多種鐵基合金熔覆粉末，對該粉末熔覆層的組織和性能的進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果表明，其組織主要為碳、硼、硅元素和鐵、鉻元素的各種化合物組成的一次、二次枝晶，該組織分布于馬氏體和殘余奧氏體組成的共晶組織上，其耐磨性可達(dá)Cr12淬火材料的3倍。 ⑶針對熔覆層中裂紋問題，提出了熔覆層裂紋控制的新

3、工藝。該工藝通過在熔覆層中加入起應(yīng)力松弛作用的軟化帶，可有效地降低熔覆層的熱應(yīng)力、減少熔覆層裂紋。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在熔覆層中加入不銹鋼網(wǎng)作為應(yīng)力軟化帶時，可有效減小熔覆層裂紋率。 ⑷研究了陶瓷相在熔覆層組織內(nèi)的作用，通過比較Ni包WC和純WC對熔覆層裂紋不同影響，得出保持原狀的WC顆粒尖角等處在熔覆層中形成應(yīng)力集中區(qū)，引起熔覆層裂紋。 ⑸上述研究成果成功地應(yīng)用于天津石化公司化纖廠增壓泵軸修復(fù)中，解決了該類軸的修復(fù)難題。修復(fù)后