《先进连接技术》实验指导书

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1、《先进连接技术》实验指导书实验一激光熔覆耐磨复合涂层及设备观摩一、实验目的1.利用激光熔覆技术，在碳钢基体表面制备耐磨金属基耐磨涂层材料；2.掌握激光熔覆制备涂层的基本原理；3.了解激光熔覆设备的组成及操作过程；二、实验仪器、设备和材料1、CO?激光加工设备(DL-I1L-T5000)1台；2、激光加工原理示意板1块;3^激光加工试件若干;4、镰基合金粉末若干三、实验原理激光熔覆涂层制备技术原理如图1所示。采用聚焦高能激光朿对预置于试样表而的合金粉末或同步输送的合金粉末进行快速熔化，在试样表面形成一个化学成分完全不同于试样基材的合金熔池，激光束向前移动后试样表面激光熔覆合金熔池中的高温金

2、属液通过基材的无界面快速热传导迅速冷却而快速凝固，最终在试样表面上形成一层化学成分与显微组织均完全不同于试样基材、具有快速凝固非平衡组织特征、具有特殊物理、化学、力学性能的特种表面材料涂层。图1激光熔覆耐磨复合涂层原理示意图采用逐层激光熔覆快速成型技术还町快速制造各种高性能金属及梯度功能材料零件。激光熔覆技术是一种迅速发展的先进表面工程新技术Z—由于其在先进工业及国防装备研制及生产的垂要性被西方工业发达国家列为二十一世纪重点发展的关键材料及制造技术Z-O激光熔覆技术具有以下突出特点：（1）采用激光熔覆技术可直接在金属零件需要特殊性能的特定表面部位上制备出一层具有优异耐濟耐蚀等特殊表面性能

3、、同零件基材之间为完全冶金结合、具有完全致密均匀快速凝固组织的优质涂层材料（2）涂层材料合成与优质涂层制备一步完成，激光熔覆涂层化学成分、显微组织及物理化学性能，可根据零件的具体工作条件和性能要求进行灵活设计，激光熔覆涂层厚度（0.l-5mm范围内）及其成分、组织与性能均可根据零件工作条件而进行灵活设计与灵活控制（3）激光朿能量集、中、热影响区极小，激光熔覆过程对金展零件基材几乎无热损伤、无热变形作用，对零件力学性能影响很小（4）激光熔覆过程在普通大气环境或保护气氛条件下进行只对T件需耍特殊性能的特泄部位进行激光熔覆涂层处理，对T件尺寸及形状的适应性强、生产效率高、易于实现自动化。木试验

4、所用设备为配三轴联动四坐标数控激光加工机床的5T•乩CO2激光材料加工成套设备。设备示意图如图2所示。图2C02激光材料加工系统原理示意图四、实验内容及步骤在普通碳钢表面，用激光熔覆工艺制备Ni-Cr-Si-B-C金属基复合材料耐磨涂层。研究激光功率、激光*描速率对熔覆涂层质量、组织及性能的影响。熔覆用粉末的化学成分为0.6-1.0%C,ll-18%Cr,2-5%Fe,3.5-5.5%Si,2.3-4.OB,其余为Fc。实验工艺参数激光功率1.5kW2.OkW2.5kW激光扫描速率lOOmiii/niin,200mm/min,300mm/mirio实验过程1・准备碳钢基体样品。先将碳钢切

5、割成规定尺寸大小的样品，需激光熔覆的表面磨平。2.熔覆粉末的准备。用精度为万分之一克的电了分析天平称取合金元素粉末，在混合器中充分混合均匀，Z后将粉末放入温度为150-200°C的烘箱屮烘干3-5小时。3.激光熔覆。将烘干好的粉末平铺在碳钢基体试样表面，粉末厚度控制在1.5-2.5mm范围内。4.熔覆涂层组织分析。将带涂层的样品沿横截面切开，制备金相样品，对样品进行研磨、抛光后进行组织结构分析。5•试验结果整理、分析撰写实验报告。五.实验报告要求1、明确本次实验目的；2、简述本次实验的实验原理;3、实验材料与实验内容；4、CO?激光加工设备的组成;