基于大功率半导体激光熔覆的环模再制造研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目基于大功率半导体激光熔覆的环模再制造研究作者姓名梁斌学科专业机械设计及理论指导教师郑丽娟教授2015年5月I中图分类号：TG455学校代码：10216UDC：620密级：公开工学硕士学位论文基于大功率半导体激光熔覆的环模再制造研究硕士研究生：梁斌导师：郑丽娟教授申请学位：工学硕士学科专业：机械设计及理论所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学IIADissertationinMechanicalDesignandTheoryRESEARCHONHIGH-PO

2、WERSEMICONDUCTORLASERCLADDINGRINGMOLDREMANUFACTURINGbyLiangBinSupervisor:ProfessorZhengLijuanYanshanUniversityMay,2015III燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于大功率半导体激光熔覆的环模再制造研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于大功率半导体激光熔覆的环模再制造研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□

4、。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日IV摘要再制造作为一种先进修复技术，能够开发和利用废旧产品中的价值，使已经报废的零部件重新投入使用，并且经过修复的零部件使用寿命优于原来的使用寿命。激光熔覆再制造技术，具有热影响区小、加工精度高、结合性能好等优点，在零部件的再制造中具有显著的优势。环模作为颗粒成型过程的重要组成部分，环模的失效直接影响制粒机的正常运行。由于其工作条件恶劣，粉化物料对环模的磨粒磨损，导致环模易磨损、使用寿命短，而传统的修复手段难以对多孔类的零部件进行修复。激光熔覆技术的发展应用，有望为

5、环模的修复提供解决途径。本文探讨了激光熔覆技术在环模修复中的应用，从数值模拟和实验角度对环模内壁的损伤机理和激光熔覆再制造技术进行了研究。主要研究内容如下：通过ANSYS软件，从数值模拟的角度对颗粒成型过程中环模的应力场和应变场进行了模拟分析，得出在挤压成型时物料对环模内壁的最大应力位置，为环模内壁的强化和再制造打下基础。通过对多种激光熔覆粉末及硬质相的研究分析，制备出HM-1和HM-2陶瓷合#金粉末，利用大功率半导体激光器，在45钢板表面进行熔覆工艺实验，通过改变工艺参数制备出效果良好的熔覆层。对熔覆合金层进行了金相组织分析和显微硬度分析

6、，从微观角度得出两种陶瓷合金粉末的性能。#通过等离子堆焊方法在45钢表面制备HM-1和HM-2堆焊层，结合激光熔覆层试块，利用力学性能试验对比研究了四种工艺方法的冲击韧性及摩擦磨损性能，得出两种陶瓷合金粉末的熔覆层强化效果。基于激光熔覆技术的特点，提出两种含孔类零件表面的修复方法，设计出环模再制造的工装，并且制定出激光熔覆再制造的具体工艺步骤。关键词：环模；再制造；激光熔覆；数值模拟；摩擦磨损V燕山大学工学硕士学位论文AbstractRemanufacturingasanadvancedrepairtechnology,canbeusedt

7、odevelopandusethevalueofwasteproducts,makesthescrappedpartsbackintouse,andtheservicelifeofrepairpartslongerthantheoriginal.Remanufacturinglasercladdingtechnology,withasmallheat-affectedzone,highprecision,combinedwithgoodperformance,etc.,hassignificantadvantagesintherepairp

8、arts.Ringmoldisanimportantcomponentoftheparticleformationprocess,theringmoldfailuresdirec