基于激光熔覆技术的45钢阶梯轴类零件修复性研究

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激光熔覆技术的含义为应用不同的送粉方式在基体表面上涂覆选择的熔覆材料,利用激光头发射激光,熔化被照射到的熔覆材料和基体,冷却凝固后使两者融合并形成良好的冶金结合,重复上述过程,逐渐熔覆出具有一定宽度和高度的熔覆层,最终生成完整零件。轴类零件是机械传动中必不可少的一部分,因此对轴类零件进行修复再制造具有实际意义。本文主要以45钢轴类零件作为研究对象,初期选用了 Fe105粉末和Ni60粉末作为熔覆材料,对两种粉末进行性能对比后选择了 Fe105作为熔覆材料,运用了两种修复方式对轴类零件进行修复,主要的工作内容如下:(1)分别对两种合金粉末采用单因素实验,考虑激光功率、扫描速度、送粉速度对Fe105和Ni60合金粉末熔宽、熔深、熔高的影响,分别选出两种粉末在各个工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速度)下的三个水平参量。采用正交试验,根据数据计算极差R值,确定影响形状系数和稀释率的激光工艺参数主次顺序,通过前面对熔覆层的形状系数和稀释率的综合分析,以及考虑选择的工艺参数对激光利用率的影响,对于Fe105合金粉末和Ni60合金粉末,分别选择出最优的工艺参数。(2)通过在基体表面分别用激光熔覆Fe105铁基粉末和Ni60镍基粉末,对实验后两种粉末的熔覆层进行性能检测(显微组织、显微硬度、摩擦磨损试验),选择相对来说耐磨性更好的粉末作为熔覆材料。(3)通过对搭接率试验结果以及熔覆形貌进行对比分析,选择最优的搭接率以及搭接轨迹。获得的熔覆层相互之间应具有搭接效果较好,表面平整度较好,无较大的裂纹和气孔等现象。根据熔覆层的熔宽和熔高,计算出理论Z轴提升量,选择Z轴提升量取值范围,再分析多道多层熔覆层总高度、形貌以及各参数下的显微组织,选出熔覆效果最好的提升量。(4)对轴类零件进行修复再制造,选用两种方式进行修复,对修复过的轴类零件进行性能检测以及对修复过的轴类零件进行打磨、抛光等后处理。
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