液压支架立柱表面涂层的超高速激光熔覆工艺及性能探究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:av437556057
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
液压支架立柱由于长期在井下的酸性介质或盐性环境下服役,会出现一系列因腐蚀和磨损导致的失效问题。目前,行业中主要采用电镀的方法来对立柱进行预先防护,但是由于电镀污染重、耗能高,不符合我国绿色发展的路线要求,因此本文针对液压支架立柱的修复与防护这一问题,以27Si Mn钢为研究对象,采用最新的超高速激光熔覆技术,进行了深入的研究与实验,制备出了满足实际工况要求的高性能涂层,具体研究内容与结论如下。(1)针对超高速激光熔覆技术的特点与要求,设计并搭建了超高速激光熔覆平台,该平台以光纤激光器为能量源,采用同轴环形送粉方式,以卧式机床为载体,以PLC及数控系统为手段,实现了数字可视化的激光参数控制、不低于5 m的远距离稳定送粉、高速熔覆以及快速响应的预定目标,保证了对加工尺寸不超过3000 mm,加工直径不超过630 mm的回转类工件进行熔覆加工的工艺要求。(2)根据目标工件的形状特性与超高速激光熔覆的技术特点,制订了工件熔覆的程序流程,阐述了超高速激光熔覆的加工过程。与此同时,探讨了对工艺参数的选择与优化,通过在试样钢管上进行工艺参数探究的三因素四水平正交实验,得到了激光功率P,扫描速度v以及送粉率G这三个主要工艺参数对熔覆层硬度、表面成形质量、熔覆层几何宽度与几何高度的影响规律,获得了较好的优化参数:激光功率为2400 W,送粉率为1.5 r/min,扫描速度为20 m/min与40 m/min。(3)根据工艺探究实验的结果分别制备了相关的单层与多层高性能涂层,并对涂层的显微组织、硬度、耐磨性以及耐蚀性进行了表征与探究,研究表明单层涂层的微观组织呈现出明显的快速凝固的特性。而在多层熔覆过程中,由于热积累的影响,涂层内部的晶粒尺寸明显变大,层间区域出现了较多粗大的柱状晶。同时探究了扫描速度对超高速激光熔覆制备出的涂层的微观组织以及力学性能的影响。结果表明,涂层的最高硬度可达540 HV,相较于基体硬度提升了2-3倍,耐磨性能提升了1.7-2倍。当扫描速度提高后,熔覆层内的晶粒得到细化且更加均匀,涂层的硬度与耐磨性能也随之提升。最后,20天的盐雾试验结果表明超高速激光熔覆制备的高性能涂层完全能够满足企业的实际生产需求。本论文开展的关于液压支架立柱表面涂层的超高速激光熔覆工艺及性能探究,针对传统电镀工艺的高污染、高耗能的缺陷,在普通熔覆技术的基础上,为损坏立柱的再修复或全新立柱的预先防护问题提供了全新的可行方案,另外经过20天的盐雾试验结果表明超高速激光熔覆制备的高性能涂层完全能够满足企业的实际生产需求,表明本文中的工作对液压支架立柱的防护与修复具有较高的实践意义与应用价值。
其他文献
当汽车高速行驶时,气动噪声对驾驶室内的影响超过了其他噪声,成为主要的噪声源,而A柱-后视镜区域是前侧窗处气动噪声的主要产生部位。后视镜是凸出于汽车外表面的钝体结构,其造型特征对气动噪声的影响较大。目前,国内外研究机构对后视镜气动噪声的研究取得了一些成果,但国内外主要是使用类后视镜-平板模型研究后视镜的基本造型因素对气动噪声的影响,而基于真实后视镜造型因素的研究并不多。因此,本课题从真实后视镜模型入
随着我国人民生活水平的日益提高,畜牧产品日益增加的需求同落后的生产供应间的矛盾逐步凸显。饲料作为畜牧产业的基础原料,其生产质量对能否产出优质产品具有关键影响。然而受传统筛分机械单自由度筛分限制,饲料颗粒筛分效率较低,如何设计一种高效的饲料筛分机械成为该领域的一大难题。为提高传统单自由度饲料筛分机的筛分效率,本文提出一种新型弱耦合2-PRRU+PRR型并联饲料筛分机,并就该机构的运动学及筛分特性展开
中高层大气(约30-300km)是研究大气科学和环境气候变化的重要参量,是用来表征大气动力学特性的重要参数之一,也是影响大气热学结构、动力学特性、物质与能量分布的重要因素之一。多普勒差分干涉光谱技术基于多普勒效应(Doppler effect),是一种新型的被动光学遥感探测技术,具有高通量、高相位灵敏度、无动件的特点。基于卫星平台的近红外多普勒差分干涉仪以氧分子为目标源实现全球尺度中间层和低热层的
主动式相变蓄能墙体可实现用电量削峰填谷、建筑节能和提升室内热舒适性而备受关注。为解决现有相变蓄能墙体中相变材料泄露、封装成本高和供冷暖一体化难以实现等问题,本文提出一种套管式供冷暖一体化相变蓄能墙体,模拟研究相变材料物性、相变层布置方式、套管结构参数等因素对其蓄释能特性的影响,同时制作出套管式供冷暖一体化相变蓄能墙体试验模型,在气候室试验研究其蓄释能特性。主要工作及成果如下:(1)选用空气源热泵和
现代农业工程中的设施园艺作为高效益的集约化生产方式,在世界各国受到了广泛重视,尤其在我国得到了快速发展。基质栽培是设施园艺生产主要方式之一。栽培土壤、基质pH在线检测是实现栽培自动化智能化基础和关键之一。本文针对pH传感器表面及周围水溶液不足,难以在工作电极表面集聚形成足够的氢离子溶液,进而影响pH在线检测准确性的问题,综合国内外集水仿生表面研究现状,通过理论分析、微观模拟分析和试验研究相结合的方
鉴于航空发动机压气机叶片中表面形貌控制难题,本文提出了激光冲击波“碾压”技术(Laser shock wave planishing,LSWP)。该技术源于激光冲击技术,在吸收层和工件之间添加了一层高强度、高弹性接触膜,接触膜的光滑底面紧密贴合在工件表层。在高压冲击波作用下,工件表层的微峰谷被接触膜碾平且伴随塑性变形的发生,从而实现光整和强化于一体的效果。本文以LY2硬铝合金为研究对象,探究了LS
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全天候分布式离网发电技术,具有能量转化效率高、使用燃料范围广、不使用贵金属和环境友好等一系列优点。在数据中心、通讯基站、智能家居、大型商场、电动船舶、大型运输车辆、无人机和坑口电站等领域有着广泛的应用前景。阴极极化和欧姆阻抗过高是制约SOFC实用化的关键要素之一。在过去几十年,学术界针对该问题进行了高强度的研究并报道了大量的高性能阴极材料。但目前为止商业化电堆中
数字化技术在文物保护与修复中的作用日益凸显,受到越来越多的文物保护工作者与研究人员的关注,但是对于壁画等表面有微小起伏的文物,扫描技术只能获得二维平面图像,因此,此类具有三维特征的平面类文物三维特征信息的获取成为难点。鉴于此,本文提出了一种以宏观物体为研究目标的基于聚焦形貌恢复(Shape from Focus,SFF)的三维重建方法,该方法为获取平面类文物的三维特征信息研究提供了新思路。SFF是
软体机器人具有柔顺性、高环境适应性和交互安全性等特点,成为机器人领域的研究热点。软体手是软体机器人应用的一个典型代表,但采用纯软体材料制造的软体手负载能力弱和抓取稳定性差,限制了其使用。由此,本文设计了一种弹簧增强的刚柔耦合气动软体手(下文简称耦合软体手),提高了手负载能力和抓取稳定性。论文从耦合软体手结构设计与制造、单根手指的数学建模与有限元仿真分析、系统设计和实验研究六个方面进行研究,主要研究
CCD探测器凭借其高灵敏度、宽动态范围以及低噪声等特点广泛的应用于天文观测、航空航天、科学研究和空间碎片探测等领域。传统的CCD相机采用模拟相关双采样电路来降低系统的噪声,该方法可以很好的抑制复位噪声,但其无法对噪声达到最优的抑制。因此探寻新的低噪声CCD相机降噪技术具有重要的研究意义。随着数字滤波技术不断地发展,CCD数字滤波降噪技术作为一种新型的、低噪声CCD信号处理技术,正在逐渐的应用于航空