有色金屬上激光熔覆的試驗(yàn)研究.pdf

1、激光熔覆技術(shù)是利用高功率的激光直接熔化金屬粉末，形成與基體呈冶金結(jié)合且具有優(yōu)良機(jī)械性能的熔覆層；而有色金屬上激光熔覆是激光加工在工業(yè)上應(yīng)用的一個(gè)重要分支。本文分別對(duì)鋁合金上激光熔覆進(jìn)行表面改性和銅合金上激光熔覆修復(fù)兩種工藝應(yīng)用進(jìn)行研究： 使用ANSYS軟件建立了鋁上激光熔覆的數(shù)值模型，分析了熔覆層的溫度場(chǎng)分布，驗(yàn)證了能達(dá)到鋁上激光熔覆所需的激光功率密度；建立了銅上激光熔覆的數(shù)值模型，通過(guò)對(duì)熔覆層不同深度位置的溫度梯度分析，驗(yàn)證了

2、熔覆層不同深度位置結(jié)晶方向不同，研究了激光輸入比能對(duì)轉(zhuǎn)向枝晶分布、冷卻速度和溫度梯度大小的影響，并運(yùn)用金相組織觀察方法驗(yàn)證了該數(shù)值模型。 研究了銅上激光熔覆中的快速凝固現(xiàn)象，在熔覆層中枝晶的生長(zhǎng)方向分為兩層，上層為水平生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)向枝晶，下層為向外延生長(zhǎng)的樹枝晶組織；并研究了激光功率和掃描速度對(duì)激光熔覆層顯微組織尺寸和轉(zhuǎn)向枝晶厚度的影響。 研究了鋁上激光熔覆的氣孔和裂紋的產(chǎn)生機(jī)理和控制方法。試驗(yàn)表明：熔覆層預(yù)置厚度減小或掃描

3、速度提高都有利于減少氣孔；適當(dāng)?shù)幕w預(yù)熱可以有效消除熔覆層裂紋；提高掃描速度可使過(guò)渡區(qū)組織細(xì)化；并采用優(yōu)化工藝得到了無(wú)裂紋、無(wú)氣孔、結(jié)合良好、最高硬度可達(dá)320～360HV的熔覆層。 研究了銅上激光熔覆中工藝參數(shù)對(duì)熔覆層尺寸形貌、稀釋率及氣孔的影響規(guī)律；研究了激光熔覆修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于零件表面大厚度大面積修復(fù)和缺角結(jié)構(gòu)修復(fù)的可能性；采用送粉方法激光熔覆技術(shù)修復(fù)了銅軸密封零件，不僅使該零件的尺寸修復(fù)，而且大幅度提高了零件的表面性能，試