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《燕山大学》 2015年
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基于大功率半导体激光熔覆的环模再制造研究

梁斌  
【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,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。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH16;TG665

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【参考文献】
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