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随着《中国制造2025》的发布,“全面推行绿色制造”成为实现循环经济、绿色经济的落脚点。再制造是绿色制造中重要的一环,它以废旧产品的零部件为毛坯,以先进的表面工程技术为修复手段,在损伤的零件表面制备耐磨、耐腐蚀、抗疲劳的表面涂层,恢复旧件使用性能。在再制造具体应用技术中,激光熔覆以其易获得良好冶金结合、适用范围广、热变形小等优点独树一帜。本文以45#钢为基体,以Ni60(+WC)粉末为熔覆材料,进行了多批单道、多道试验,完成了下述工作: (1)采用自设计的铺粉模板进行了若干组单道、多道铺粉式预实验,以验证手工铺粉激光熔覆Ni60涂层的可行性。为提高单层熔覆修复的效率,通过先后两批次送粉式单道熔覆试验,优化工艺参数,使满足熔高大于0.6mm的同时稀释率低于40%。 (2)先后进行了两批次送粉式多道熔覆Ni60优化试验。为评价多道熔覆截面的成形质量,提出了金相截面专家评价分级、平整度的定义及计算两种方法。前者设定裂纹、孔洞、熔高和熔深4个主要标准,并赋予相应的权重;4个主要标准又细分为7个小指标,专家打分后得出综合结果,为各金相截面进行定性分级。后者分别从垂直方向、水平方向定义熔覆截面的平整度并给出了相应的计算公式。 (3)为探究不同粒度WC对Ni60涂层耐磨性的影响,设计了WC添加量30%,WC粒度为400目、200目、粗粒度的9组试验。针对熔覆结果,对熔覆粉材混合质量、熔覆层硬度、耐磨性等进行了检测分析。 (4)主要通过调整扫描速度和激光功率,改变能量密度,减弱激光对热影响区的淬硬效果,使熔覆层整体硬度呈阶梯状分布。Ni60熔覆层的硬度(700-800HV)较基体的硬度(300HV)提高了2-3倍,而Ni60+400目WC熔覆层的硬度达到1000HV左右,是基体硬度的3倍以上。摩擦磨损试验的结果表明,改变激光工艺参数,Ni60组失重比的变动范围很大(0.54%-0.734%),而添加400目、200目WC对于增强Ni60涂层耐磨性更有效(失重比最小达到0.489%)。 本文首先通过验证铺粉式预试验的可行性确定了激光功率的大致范围、扫描速度的适宜区间;然后分别进行了两批次单道、多道激光熔覆Ni60试验优化了工艺参数,并对熔覆截面成形质量进行了评价;最后进行Ni60+WC试验组的多道熔覆,完成摩擦磨损试验并对结果进行分析归纳。