激光熔覆層裂紋控制方法與實踐.pdf

1、激光表面熔覆技術與其他表面加工技術相比具有應用面廣、實用性強、應用靈活等優(yōu)點，但高硬度耐磨熔覆層的裂紋問題限制了該技術的推廣。本文針對熔覆層的裂紋問題進行了大量的實驗研究。利用聲發(fā)射技術檢測了熔覆過程中的裂紋產生和擴展狀況，開發(fā)了在基體未預熱和未設計過渡層的情況下控制裂紋產生的新工藝，并在生產實踐中得到應用。主要研究內容如下： ⑴基于聲發(fā)射技術，提出了一種新熔覆層裂紋的產生和發(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，以及有限元分析計算結果，給出了裂紋產生的溫度范圍。 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行的實驗分析，結果表明，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力松弛作用的軟化帶，可有效地降低熔覆層的熱應力、減少熔覆層裂紋。經實驗驗證，在熔覆層中加入不銹鋼網作為應力軟化帶時，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力集中區(qū)，引起熔覆層裂紋。 ⑸上述研究成果成功地應用于天津石化公司化纖廠增壓泵軸修復中，解決了該類軸的修復難題。修復后