铜合金表面等离子喷涂cr3c2nicr涂层及激光重熔的研究(附件)【字数：13610】
铜结晶器在现代工业领域中有着重要的运用。在钢铁工业中，铜结晶器是连铸机的重要核心。结晶器的工作条件比较恶劣，因此要求它具有具有较高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。过去，对铜结晶器表面的改善方法有电镀法、热喷涂等。但是这些工艺方法处理之后还会存在很多的问题。使用等离子喷涂加激光重熔可以进一步的延长其使用寿命。目前结晶器铜板表面进行等离子喷涂激光重熔的研究并不多，研究的重点和难题是激光重熔参数对涂层性能的影响。本次试验在铜基体的表面等离子喷涂一层Cr3C2-NiCr涂层，然后利用不同的激光参数对涂层进行重熔处理。激光重熔后，通过金相显微镜、电镜扫描（SEM）分析涂层的微观形貌，再对涂层进行硬度、孔隙率、摩擦磨损测试之后，最后得出不同重熔参数涂层的硬度、孔隙率、和摩擦磨损系数。结果表明激光重熔后，涂层的硬度分布均匀，孔隙得到改善，摩擦磨损系数稳定，基体中有粉末中的Ni元素。关键词等离子喷涂；激光重熔；Cr3C2-NiCr涂层；铜基体。
目录
第一章 绪论 1
1.1结晶器的概述 2
1.2结晶器基体材料的表面处理方法 2
1.2.1电镀 2
1.2.2热喷涂 3
1.2.3激光重熔技术 4
1.3 激光重熔的国内外研究 5
1.4 本课题研究的意义与目的及主要研究内容 6
第二章 试验材料设备及方法 6
2.1试验材料 7
2.1.1 基体材料 7
2.1.2等离子喷涂粉末 7
2.2等离子喷涂设备及工艺 8
2.2.1等离子喷涂设备 8
2.2.2等离子喷涂工艺参数 8
2.2.3正交试验 9
2.3激光表面处理系统及工艺参数 10
2.3.1激光重熔设备 10
2.3.2激光重熔工艺参数 11
2.4试验方法和步骤 11
2.4.1等离子喷涂Cr3C2NiCr涂层 11
2.4.2激光重熔Cr3C2NiCr涂层 11
2.5试样分析 12
2.5.1试验制备 12
2.5.2金相分析 12
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
2.5.3扫描电子显微镜形貌观察和分析 12
2.5.4显微硬度 12
2.5.5孔隙率的测量 13
第三章 试验分析与结论 14
3.1等离子喷涂的参数、硬度、孔隙率以及微观形貌 14
3.1.1等离子喷涂参数的选定 14
3.1.2等离子喷涂涂层的硬度 14
3.1.3等离子喷涂涂层的孔隙率 15
3.1.4等离子喷涂涂层的微观形貌 16
3.2激光功率对涂层孔隙率的影响 18
3.3激光扫描速度对涂层孔隙率的影响 19
3.4激光功率对涂层硬度的影响 20
3.5扫描速度对涂层硬度的影响 22
3.6等离子喷涂涂层和激光重熔涂层的摩擦磨损对比 25
3.7激光功率对对涂层微观形貌的影响 27
3.8激光扫描速度对涂层微观形貌的影响 30
3.9激光重熔涂层的微观组织分析 32
结论 37
参考文献 38
致谢 39
第一章 绪论
随着我国工业水平的发展和科学技术对材料的各种性能要求越来越高，如对材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性的要求越加苛刻，对材料进行表面处理，可以提高材料的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，从而满足材料的使用性要求。
连铸技术在现代钢铁工业中有着重要的运用，一个国家的钢铁工业达到了怎样的水平，就要看这个国家的连铸技术水平达到了怎样的程度。结晶器是连铸机的重要组成部位，换句话说，结晶器是连铸机的核心。由于结晶器[1]通常工作在1530℃到1570℃的温度区间，它承受液态钢的压力、摩擦力，还要传输液态钢的热量。因此，它的工作条件比较恶劣。这就要求结晶器必须具有良好的质量，才能保证铸件的质量。为满足这样的工作条件，结晶器要有高强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，通常要对结晶器的表面进行处理，才能提高它的机械性能。图1.1为连铸结晶器的示意图。
//
（a）连铸结晶器设备系列 （b）真空熔炼及连铸工业组织生产 //
（c）结晶器 （d）大坯结晶器
图11 连铸生产及所用的结晶器
1.1结晶器的概述
结晶器[2]为组合形式，由结晶器框架、结晶器铜板、足辊、结晶器宽边夹紧机构和窄边自动调宽机构以及侧导装置所组成。结晶器的性能好坏将直接影响铸坯的表面质量、连铸机拉速、连铸作业率等指标，对连铸设备使用寿命及其自身精度和使用的可靠性，都有直接重大影响。结晶器一直承受着钢水静压力、摩擦力、钢水热量的传递，长期处于机械应力和热应力的综合作用下，工作条件极其恶劣。
结晶器内壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用。为了能获得合格的铸坯，结晶器应满足的基本条件有[3]：
(1)具有良好的导热性，以使钢水快速冷凝成形。
(2)有良好的耐磨性，以延长结晶器的寿命，减少维修工作量和更换结晶器的时间，提高连铸机的作业率。
(3)有足够的刚度，特别在激冷激热、温度梯度大的情况下需有小的变形。
(4)结构简单、紧凑，易于制造，拆装方便、调整容易，冷却水路能自行接通、以便于快速更换；自重小，以减小结晶器振动时的惯性力和减少振动装置的驱动功率，并使结晶器振动平稳。
目录
第一章 绪论 1
1.1结晶器的概述 2
1.2结晶器基体材料的表面处理方法 2
1.2.1电镀 2
1.2.2热喷涂 3
1.2.3激光重熔技术 4
1.3 激光重熔的国内外研究 5
1.4 本课题研究的意义与目的及主要研究内容 6
第二章 试验材料设备及方法 6
2.1试验材料 7
2.1.1 基体材料 7
2.1.2等离子喷涂粉末 7
2.2等离子喷涂设备及工艺 8
2.2.1等离子喷涂设备 8
2.2.2等离子喷涂工艺参数 8
2.2.3正交试验 9
2.3激光表面处理系统及工艺参数 10
2.3.1激光重熔设备 10
2.3.2激光重熔工艺参数 11
2.4试验方法和步骤 11
2.4.1等离子喷涂Cr3C2NiCr涂层 11
2.4.2激光重熔Cr3C2NiCr涂层 11
2.5试样分析 12
2.5.1试验制备 12
2.5.2金相分析 12
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
2.5.3扫描电子显微镜形貌观察和分析 12
2.5.4显微硬度 12
2.5.5孔隙率的测量 13
第三章 试验分析与结论 14
3.1等离子喷涂的参数、硬度、孔隙率以及微观形貌 14
3.1.1等离子喷涂参数的选定 14
3.1.2等离子喷涂涂层的硬度 14
3.1.3等离子喷涂涂层的孔隙率 15
3.1.4等离子喷涂涂层的微观形貌 16
3.2激光功率对涂层孔隙率的影响 18
3.3激光扫描速度对涂层孔隙率的影响 19
3.4激光功率对涂层硬度的影响 20
3.5扫描速度对涂层硬度的影响 22
3.6等离子喷涂涂层和激光重熔涂层的摩擦磨损对比 25
3.7激光功率对对涂层微观形貌的影响 27
3.8激光扫描速度对涂层微观形貌的影响 30
3.9激光重熔涂层的微观组织分析 32
结论 37
参考文献 38
致谢 39
第一章 绪论
随着我国工业水平的发展和科学技术对材料的各种性能要求越来越高，如对材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性的要求越加苛刻，对材料进行表面处理，可以提高材料的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，从而满足材料的使用性要求。
连铸技术在现代钢铁工业中有着重要的运用，一个国家的钢铁工业达到了怎样的水平，就要看这个国家的连铸技术水平达到了怎样的程度。结晶器是连铸机的重要组成部位，换句话说，结晶器是连铸机的核心。由于结晶器[1]通常工作在1530℃到1570℃的温度区间，它承受液态钢的压力、摩擦力，还要传输液态钢的热量。因此，它的工作条件比较恶劣。这就要求结晶器必须具有良好的质量，才能保证铸件的质量。为满足这样的工作条件，结晶器要有高强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，通常要对结晶器的表面进行处理，才能提高它的机械性能。图1.1为连铸结晶器的示意图。
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（a）连铸结晶器设备系列 （b）真空熔炼及连铸工业组织生产 //
（c）结晶器 （d）大坯结晶器
图11 连铸生产及所用的结晶器
1.1结晶器的概述
结晶器[2]为组合形式，由结晶器框架、结晶器铜板、足辊、结晶器宽边夹紧机构和窄边自动调宽机构以及侧导装置所组成。结晶器的性能好坏将直接影响铸坯的表面质量、连铸机拉速、连铸作业率等指标，对连铸设备使用寿命及其自身精度和使用的可靠性，都有直接重大影响。结晶器一直承受着钢水静压力、摩擦力、钢水热量的传递，长期处于机械应力和热应力的综合作用下，工作条件极其恶劣。
结晶器内壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用。为了能获得合格的铸坯，结晶器应满足的基本条件有[3]：
(1)具有良好的导热性，以使钢水快速冷凝成形。
(2)有良好的耐磨性，以延长结晶器的寿命，减少维修工作量和更换结晶器的时间，提高连铸机的作业率。
(3)有足够的刚度，特别在激冷激热、温度梯度大的情况下需有小的变形。
(4)结构简单、紧凑，易于制造，拆装方便、调整容易，冷却水路能自行接通、以便于快速更换；自重小，以减小结晶器振动时的惯性力和减少振动装置的驱动功率，并使结晶器振动平稳。
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