阀芯端帽工作面激光合金化工艺研究

《阀芯端帽工作面激光合金化工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Z艺与检测Techand阀芯端帽工作面激光合金化工艺研究王斌修田新国李成彪(青岛理工大学机械工程学院，山东青岛266033)摘要：主要研究了脉冲工作电流、扫描速度和光斑直径对阀芯端帽工作面激光合金化质量的影响，得出这3个因素对合金层的表面硬度及合金层厚度的影响规律，以期提高阀芯端帽工作面激光合金化的加工质量。关键词：激光合金化TiC加工工艺中图分类号：TG156．99；TG174．4文献标识码：AProcessofthelasersurfacealloyingonendcapWANGBinxiu，TIANXinguo，LIChengbiao(Coll

2、egeofMechanicalEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao266033，CHN)Abstract：Theendcapswerestrengthenedbylaseralloyingtechnology，andtheinfluenceofpulsecurrent，scan—ningspeedandspotsizeonprocesswasstudiedtoo．Theinfluenceregularityofthethreefactorstosur—facehardnessandthi

3、cknesshasbeensummarized，whichcanbeusedtoimprovetheprocessingquality．Keywords：LaserAlloying；TiC；ProcessingTechnic自动流量平衡阀属于自力式流量控制阀，可以使高等优点，几乎不需要校直、打磨等后续加工_4一，适通过阀门的流量保持动态恒定，从而有效地解决了管合用来对阀芯端帽工作面进行强化。网的流量失调问题，自动保证管网的安全运行，广泛应1实验准备用于建筑、暖通、钢铁、石油和化工等系统管网。其结构主要包括阀芯和阀体两大部分，阀芯端帽是自动流实验采用J

4、HM一1GY一500型多功能激光加工机，量平衡阀的核心部件，工作时主要通过端帽上下运动激光器为YAG脉冲激光器，波长为1．06m，脉冲频来保持流量的动态恒定¨，结构如图1所示。阀芯率为1～200Hz连续可调，脉冲宽度为0．1～20ms连端帽与阀体之间不断摩擦而极易被磨损或被流体腐续可调，脉冲工作电流为100～450A，激光器输出的蚀，严重时甚至会影响自动流量平衡阀的工作。而且，最大单脉冲能量为90J。阀芯端帽的材料为AISI304阀芯端帽属于薄壁回转体类零件，采用传统热处理方奥氏体不锈钢，成分见表1，合金化前用砂纸打磨试样法对其工作面进行强化，不仅成

5、本较高而且极易引起表面，然后用无水酒精清洗干净。合金化粉末以TiC变形。激光表面合金化技术是一种新型的表面改性技为主，粒径为1～3m，纯度为99．8％，另外添加少量术，具有热影响区小，工件变形量小；处理速度快，能有的石墨粉和稀土元素，具体含量见表2，其中石墨用于效利用能量；合金层组织致密，与基材的冶金结合程度防止基体材料被烧损，稀土元素则具有防止氧化，提高好及能使难以接近和局部的区域合金化，工艺灵活性合金层显微组织均匀致密性及净化晶界。在试样表面预置合金化材料，厚度为0．1mm。2实验及数据分析2．1实验因素分析在激光表面合金化加工过程中，可以影响合

6、金化质量的因素有很多，但在基体材料及材料表面对激光能量吸收率一定的条件下，影响最大的是材料表面的图1阀芯端帽结构图激光功率密度和光束作用时间。从实际加工的角·98·等。Techn0and工艺与检测表1AISI304奥氏体不锈钢的成分元素CCrNiSiMnPSFe含量(％)≤0．O817．0O～19．008．00～10．0O≤1．O0≤2．0o≤O．035≤0．030其余表2合金化粉末的成分描速度、光斑直径、脉冲宽度及频率等因素为定值时，成分TiC石墨稀土元素材料表面激光合金化的时间也为定值，增大激光多功含量(％)9541能加工机的脉冲工作电流，可以增

7、加激光器的输出功率，光斑的平均能量密度增加，则在高能激光束的作用度出发，实验中主要调节的工艺参数为脉冲工作电流、下，试样表面的TiC更多的进入基体中，同时试样表面扫描速度和光斑直径，其中脉冲工作电流和光斑直径吸收的能量增加，使得试样表面组织的晶粒得到细化，影响工件表面的激光功率密度，扫描速度决定了合金由奥氏体转变为马氏体进行得更加充分，此时，合金层化过程中的光束作用时间。此次实验主要研究脉冲工的表面硬度及合金层厚度随脉冲工作电流的增加而增作电流、扫描速度和光斑直径对阀芯端帽工作面激光加。但脉冲工作电流过大会造成试样表面过热、烧伤，合金化质量的影响，得

8、出这3个因素对合金层的表面使所得合金层的表面硬度降低，所以适当选择脉冲工硬度及合金层厚度的影响规律。作电流对