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依據(jù)臥螺離心機(jī)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(dòng)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(jī)葉片有較高的實(shí)用價(jià)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(qiáng)度低、有氣孔、安排不致密，成份不均勻、葉片變形大等問(wèn)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(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)易脫落而構(gòu)成事故，難以滿意臥螺離心機(jī)的作業(yè)條件。因此我們依據(jù)臥螺離心機(jī)規(guī)劃及作業(yè)的特色，對(duì)耐腐蝕環(huán)境作業(yè)的不銹鋼二手臥螺離心機(jī)葉片激光耐蝕耐磨合金資料堆焊強(qiáng)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(zhuān)用含ti合金焊料。選用預(yù)置法激光堆焊，每一次取得一個(gè)單道堆焊層，各個(gè)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(gè)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(chǎng)和熱應(yīng)力，易于構(gòu)成裂晶、裂紋等缺點(diǎn)。為了得到杰出的堆焊層的質(zhì)量(如堆焊層外表潤(rùn)滑、無(wú)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(shí)驗(yàn)、耐蝕實(shí)驗(yàn)，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(cè)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(cè)量的成果。
3實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)研討。
3．1顯微硬度
經(jīng)過(guò)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(guò)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(shí)，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(yàn)證了這一點(diǎn)，這也闡明本實(shí)驗(yàn)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(guò)渡區(qū)呈現(xiàn)出柱狀和樹(shù)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(guò)團(tuán)體資料的熱傳導(dǎo)兩個(gè)方面。由于堆焊熔池小，基體資料較大，基體對(duì)熔池的冷卻速度非�？臁Ｒ虼司w生長(zhǎng)相當(dāng)于定向凝固，導(dǎo)致堆焊層結(jié)晶時(shí)柱狀晶很發(fā)達(dá)，同時(shí)在熔池外表因高溫輻射而在外部形核生長(zhǎng)出新的晶體。堆焊層底部屬于典型的平面外延生長(zhǎng)安排，且枝晶安排粗大；而堆焊層頂部是較規(guī)則的樹(shù)枝狀共晶安排且枝晶細(xì)微于是構(gòu)成了柱狀晶體與樹(shù)枝狀晶體交替出現(xiàn)，有利于添加堆焊層的結(jié)合強(qiáng)度(如圖4)。當(dāng)激光工藝參數(shù)不合適的時(shí)分易出現(xiàn)氣孔、夾雜物等缺點(diǎn)。
