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不锈钢轴的激光合金化提高耐磨性的研究

刘新文  
【摘要】:轴类部件的磨损失效是现代工业生产中常遇到的问题。巨化集团公司电化厂用于生产偏二氯乙烯(VDC)单体装置中的皂化泵不锈钢泵轴的磨损破坏,会带来较大的经济损失与危害。同时,这些轴大都价格较昂贵,且检修更换泵轴也较麻烦,影响了装置的正常运行,因此提高轴件局部表面的耐磨性能,延长其使用寿命是当务之急。本文从不锈钢轴件的磨损失效机理出发,研究轴件与高能量密度的CO_2激光的相互作用,通过对激光合金化的合金化材料和工艺参数进行优化设计,提高不锈钢轴件表面的硬度,提高其耐磨性。影响激光合金化宏观和微观质量的因素很多,本文重点研究了预涂合金层厚度、大面积合金化搭接率等对合金化质量的影响,通过显微硬度测试、金相显微组织观察、能谱分析以及磨损对比试验、耐腐蚀试验对合金化质量进行定性、定量分析,从而确定出最佳的激光合金化工艺参数,达到显著提高不锈钢轴件表面耐磨性的目的。实验结果表明,对不锈钢轴件进行激光合金化处理后,合金化层与基体形成了牢固的冶金结合,工件表面平均硬度由原来的HV191提高到HV820,轴件的耐磨性提高了七倍,装机试验结果表明,经激光强化处理的轴件使用寿命初步估计至少提高了三倍以上,经济效益明显。


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