基于激光熔覆的35CrMo钢轴类零件再制造试验研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangwei_joy
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轴类零件是现代社会中非常重要,应用十分广泛的一类零件。35CrMo钢由于具有较高的静力强度、冲击韧性和疲劳极限,常常是用来制造一些轴类零件的原材料。在实际生产中,这些零件受到工作环境的影响,极易产生磨损、变形、腐蚀等失效形式。每年,因为失效导致的零件报废造成钢铁资源浪费是十分严重的。因此,寻求一种方法能够对这些稍有破损而失效的轴类零件进行修复,使之达到或超越修复以前的性能,将具有重大的工业意义。激光熔覆技术作为激光再制造技术的一个重要分支,是一种先进的表面改性技术。它是通过在损坏的零件表面添加所需性能的熔覆粉末,利用高密度的激光束能量使之熔化、凝固,形成与基体冶金结合良好的熔覆层,最终达到改进或修复损坏的零部件的目的。本文采用激光熔覆技术,通过对修复35CrMo钢的粉末进行筛选,以及对筛选后粉末性能的强化,最后再对激光熔覆工艺参数进行了一系列的优化。具体研究工作如下:1)确定本文试验设计路线,以及试验材料和试验方法。2)在35CrMo冈表面分别激光熔覆3540铁基粉末和Ni00镍基粉末,对试验后样品进行显微组织、显微硬度、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能进行对比分析,并通过制备标准拉伸件,测试熔覆粉末和基体的冶金结合强度。试验数据结果显示,3540铁基粉末熔覆层平均显微硬度值更高,耐磨性能和抗拉性能更好,而Ni00镍基粉末熔覆层体现出更好的耐腐蚀性能。3)在2)的研究分析基础上,针对35CrMo钢轴类零件最常见的失效形式,为进一步加强熔覆层的耐磨损性能,在择优选择的铁基3540粉末中分别添加质量分数为5%、10%、15%和25%的WC粉末进行强化,分析试验后不同百分比WC添加量对熔覆层性能的影响。结果显示:10%WC的添加量下熔覆层表面质量更好,能够获得较高的显微硬度值和良好的摩擦磨损性能。4)通过前面的试验分析结果确定了35CrMo钢轴类零件表面需添加的熔覆粉末。在此基础上,通过设计正交试验表,分析激光功率、扫描速度和离焦量对熔覆层性能的影响,最终分析得到35CrMo钢轴类零件熔覆3540+10%WC粉末最佳工艺参数:激光功率P=3kW,扫描速度V=6mm/s,离焦量L=20mm。本文的研究为35CrMo钢轴类零件的修复提供了参考,为减少资源的浪费和环境的承载具有重要的现实意义。
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