磁化—激光熔覆复合技术强化与修复零部件表面性能的研究

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1、分类号_____________________密级__________________UDC_____________________学号卜yr}硕士学位论文ThesisforMastersDegree论文题目磁化一激光熔覆复合技术强化与修复零部件表面性能的研究申请学位类别全日制专业工程硕士专业名称________机械工程研究生姓名_________邓居军导师姓名、职称_______刘政教授二〇一五年六月学位论文独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含已

2、获得江西理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。研究生签名：时间：年i月f曰学位论文版权使用授权书本人完全了解江西理工大学关于收集、保存、使用学位论文的规定：即学校有权保存按要求提交的学位论文印刷本和电子版本，学校有权将将学文论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。本人允许本学位论文被查阅和借阅，同意学校向国家有关部门或机构送

3、交论文的复印件和电子版，并通过网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书分类号：密级：UDC：学号：硕士学位论文磁化-激光熔覆复合技术强化与修复零部件表面性能的研究Researchonstrengtheningandrepairingofmetalpartssurfaceperformancebymagnetizationandlasercladdingcompoundtechnology学位类别：全日制专业工程硕士作者姓名：邓居军学科、专业：机械工程研究方向：绿色摩擦学与再制造工程指导教师：刘政教授2015年6月4日江西理工大学硕士论文摘要摘要激光熔覆技术不仅可强化机械零

4、件的表面，还可对表面失效的零部件进行修复，所以该技术在工业中的作用将会愈来愈明显。其显著特点是在不影响基材的整体使用性能的同时还提高了需要强化与修复区域的表面性能，甚至还赋予它新的性能。但是铁基涂层存在开裂、氧化、气孔等缺陷使得该项技术的发展受到制约。随着磁场辅助技术在各个技术复合应用中卓见成效，且磁场磁化技术操作简单，绿色无污染。因此，本文主要是应用激光熔覆基础上结合磁化的复合技术，研究此复合技术是否能够起到强化覆层以及修复零部件表面性能的效果。本文选用常用的45钢作为基体材料，经调质处理后，利用自制的磁化装置对其预先磁化处理，首先研究了磁化对基体材料摩擦学性能和组织的影响；其次，探讨了不同

5、熔覆工艺参数的组合下所获得涂层宏观质量和性能的优异，以获得该实验条件下的最佳激光工艺参数；在获得激光工艺参数后，再重新对基体磁化，然后在其表面部位激光熔覆铁基涂层进行实验研究，探索预先磁化基材对覆层摩擦学性能以及组织产生的影响。实验研究结果表明：虽然经磁化处理后，基体的表面硬度并未有所提高，且磁化频率过高过低时，其硬度反而会有小幅的下降，但是所有经过磁化处理后的基材试样的耐磨性却优于未磁化的；同时，磁化还降低了摩擦系数，细化了基材组织。工艺参数对比试验表明熔覆层成形质量的优劣主要取决于扫描速度的快慢，而后是激光功率的大小；只有在参数组合较好的情况下，得到的涂层可见气孔少，成形质量和耐磨性也较好

6、。磁化-激光熔覆复合实验结果表明基体经过磁化处理后的涂层硬度要略高于未磁化的，耐磨性也有明显的改善，晶粒组织得到了进一步的细化，硬质颗粒分布也更均匀。单独磁化基体和磁化-激光熔覆复合的实验结果都表明，磁化频率为25Hz的磁化效果最好，可认为25Hz是本实验条件下的最佳磁化频率。通过Matlab软件，根据w-m分形函数模型进行了二维轮廓曲线和三维轮廓曲面的模拟，探讨了轮廓形貌复杂程度与分形参数的关系，二维模拟结果表明分形维数和特征尺度系数是其主要影响参数，随分形维数由1.3变化到1.9，模拟表面轮廓曲线越来越趋于复杂，即曲线形状和幅值都在变化。对于三维轮廓曲面而言，随分形维数由2.1增大2.9，

7、所获得表面轮廓形貌也越来越趋于复杂，模拟后的图形表明分形维数仍然是影响表面轮廓曲面形貌的主要参数。关键词：激光熔覆；磁化处理；耐磨性；组织形貌；分形维数IAbstractAbstractLasercladdingtechnologycouldstrengthenedthesurfaceofmetalparts,andrepairedthepartsthatsurfacefailure.Moreov