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依據(jù)臥螺離心機磨損失效的特色，提出在螺旋葉片作業(yè)面選用激光堆焊工藝，探索了合適的堆焊工藝，取得了與基體冶金結(jié)合、安排改動均勻細(xì)化的高功能堆焊層。剖析表明激光堆焊層硬度提高了2倍，耐磨性提高了5倍，耐蝕功能滿意應(yīng)用要求。該技術(shù)用于臥螺離心機葉片有較高的實用價值。
1前言傳統(tǒng)的葉片磨損改進(jìn)的措施大多選用焊接不同資料的葉片襯板，噴焊硬質(zhì)資料或鑲嵌alo陶瓷襯片的辦法。由于噴焊常常存在結(jié)合強度低、有氣孔、安排不致密，成份不均勻、葉片變形大等問題；而陶瓷片鑲嵌又存在著襯片與基體結(jié)合牢固性差，在離心機高速旋轉(zhuǎn)時易脫落而構(gòu)成事故，難以滿意臥螺離心機的作業(yè)條件。因此我們依據(jù)臥螺離心機規(guī)劃及作業(yè)的特色，對耐腐蝕環(huán)境作業(yè)的不銹鋼二手臥螺離心機葉片激光耐蝕耐磨合金資料堆焊強化進(jìn)行了研討，取得了較好的應(yīng)用效果。不銹鋼；堆焊資料：激光專用含ti合金焊料。選用預(yù)置法激光堆焊，每一次取得一個單道堆焊層，各個堆焊道之間留有距離，避免各工序之間的熱影響。選用7kw橫流co2激光器；實驗時激光的輸出功率分別為2．8kw和3．0kw；輸出的激光束光斑直徑為7mm。不銹鋼的激光堆焊是一個雜亂的冶金和結(jié)晶的進(jìn)程，由于激光加熱和熔化冷卻速度都很高，故在加熱、冷卻或熔化凝聚進(jìn)程中，資料微安排間構(gòu)成非均勻的溫度場和熱應(yīng)力，易于構(gòu)成裂晶、裂紋等缺點。為了得到杰出的堆焊層的質(zhì)量(如堆焊層外表潤滑、無裂紋、杰出的冶金結(jié)合等)，需求調(diào)整與此相關(guān)的激光工藝參數(shù)(激光的能量密度、掃描速度)使之構(gòu)成杰出的匹配性，并進(jìn)行試樣模擬磨損實驗、耐蝕實驗，以得到杰出的激光工藝參數(shù)使之具有較好的匹配功能。
選用線切割辦法切割，并選用電解拋光和電解腐蝕的辦法制備試樣。在外表上沿與掃描垂直的方向測量硬度沿寬度的改變和沿深度方向的改變。選用vickers硬度值(200g15s)表明硬度測量的成果。
3實驗成果及討論
為描述工藝參數(shù)的影響，引進(jìn)激光效果能量密度pw=p／(×2a)和效果時刻t=2d／v,。式中p為激光輸出功率；為掃描速度；d為光束半徑。挑選不同工藝參數(shù)進(jìn)行實驗研討。
3．1顯微硬度
經(jīng)過激光堆焊后可以得到比其它辦法得到更高的硬度值。圖1、2分別示出了不同激光工藝參數(shù)之間的改變規(guī)律。如圖1所示，在不銹鋼上堆焊合金后硬度明顯提高，堆焊層平均硬度hv400，堆焊層厚度0．7～lmm，堆焊層硬度呈梯度過渡。在相同的速度下，跟著激光功率的添加，堆焊層的顯微硬度也隨之添加，這是由于激光加熱和冷卻的速度極快的特色所決定的。在同一功率不同速度的顯微硬度曲線如圖2所示，當(dāng)添加時，減小，堆焊層的硬度下降，單位體積所吸收的能量下降，堆焊層的厚度減小。圖2也明確驗證了這一點，這也闡明本實驗條件下能量密度起主導(dǎo)效果典型的不銹鋼堆焊覆層的結(jié)構(gòu)如圖3所示，結(jié)合面較平整，在基體與堆焊層過渡區(qū)呈現(xiàn)出柱狀和樹枝狀的晶體結(jié)構(gòu)，具有代表性的顯微安排如圖4所示。堆焊結(jié)晶進(jìn)程的散熱為堆焊熔池向空間的高溫輻射和經(jīng)過團體資料的熱傳導(dǎo)兩個方面。由于堆焊熔池小，基體資料較大，基體對熔池的冷卻速度非常快。因此晶體生長相當(dāng)于定向凝固，導(dǎo)致堆焊層結(jié)晶時柱狀晶很發(fā)達(dá)，同時在熔池外表因高溫輻射而在外部形核生長出新的晶體。堆焊層底部屬于典型的平面外延生長安排，且枝晶安排粗大；而堆焊層頂部是較規(guī)則的樹枝狀共晶安排且枝晶細(xì)微于是構(gòu)成了柱狀晶體與樹枝狀晶體交替出現(xiàn)，有利于添加堆焊層的結(jié)合強度(如圖4)。當(dāng)激光工藝參數(shù)不合適的時分易出現(xiàn)氣孔、夾雜物等缺點。
