锅炉管表面NiCrSiB合金高频感应熔覆的数值模拟及熔覆层的性能

目前,管材表面的高频感应熔覆主要集中于试验方面,缺乏理论研究。对锅炉管壁在不同熔覆电流下高频感应熔覆NiCrSiB层的温度场进行了数值模拟,基于感应加热原理进行了有限元分析,并加以试验验证。采用金相显微镜、扫描电镜以及能谱仪对熔覆层的显微组织与成分进行了分析;采用硬度计及王水腐蚀分别测试了熔覆层的硬度及耐蚀性能。结果表明:在250 kHz时,熔覆电流越大,感应加热效率越高,感应加热结束时管内外壁的温差越大,管基体受到的热损伤越小;基体中的Mo元素向熔覆层扩散,熔覆层中的Si元素向基体渗透,过渡区Ni,Cr元素的含量相对熔覆层中的明显减少;熔覆频率为250 kHz,熔覆电流取830 A时,熔覆层和基体过渡区有明显锯齿状的白亮带产生,基体和熔覆层呈冶金结合,熔覆层金相组织为奥氏体+碳化物共晶,具有良好的耐蚀性能,平均硬度为323 HV,是基体的1.79倍。     

基于同步送粉法的锅炉管高频感应熔覆组织性能

采用高频感应熔覆技术,在12Cr Mo V合金结构钢材质的锅炉管表面进行了采用热喷涂、水玻璃作为黏结剂冷预置涂层、高频感应同步送粉器直接将合金粉末送于锅炉管表面3种工艺方法制备Ni Cr Si B耐磨合金涂层实验研究,用SEM和能谱仪分析了基体与熔覆层界面和熔覆层间的微观组织及成分,开展了硬度测试实验.结果表明:在熔覆电流为830 A、熔覆频率为250 k Hz的条件下,热喷涂法得到的熔覆层与基体有明显的间隙;水玻璃作为黏结剂冷预置涂层法获得的熔覆层有夹渣且表面不平整;而同步送粉法得到的熔覆层表面平整,熔覆层和基体间有明显的锯齿状白亮带,表明熔覆层和基体形成良好的冶金结合,熔覆层平均硬度为310 HV,是基体硬度的2倍.可见同步送粉高频感应熔覆工艺相对于预涂层法高频感应熔覆具有环保、加工效率高、无空隙夹渣、圆柱面平整度高、低成本等明显优势。     

同轴送粉激光熔覆中激光透过率研究

研究同轴送粉激光熔覆中激光透过粉末流机理,对激光制造工艺参数的优化及制造过程检测控制具有直接指导意义。重点研究粉末流沿粉嘴中心轴线方向的浓度分布,建立同轴送粉中粉末流浓度场理论模型,对粉嘴结构参数进行优化;基于Beer-Lambert定律,建立同轴送粉激光熔覆中激光透过粉末流的透过率数理模型,重点分析粉末流量对激光透过率的影响;开发一种测试同轴送粉激光熔覆中激光透过功率的系统。结果表明,出粉口宽度为0.4 mm且粉腔外壁倾角选为18°时,粉末流的几何形貌及汇聚性较好;在粉嘴结构参数一定时,粉末流量越大,对激光的衰减越强,激光透过率越低;激光功率选为200 W、300 W、400 W,粉末流量取0~50 mg/s时,理论计算结果与试验结果基本一致。     

液压支架激光熔覆不锈钢合金涂层的实验研究

采用激光熔覆技术在硅锰钢样件表面制备了不锈钢涂层,用SEM和能谱仪分析了基体与熔覆层界面以及熔覆层之间的微观组织及成分,开展了试样弯折和冲击强度测试实验。结果表明:在激光功率为6kW、扫描速度为8mm/s、光斑直径为5mm、搭接率30%的工艺条件下,基体与熔覆层界面以及熔覆层之间出现小亮带,形成冶金结合;熔覆方向垂直于观察面的覆层形貌呈蜂窝状,熔覆方向与观察面平行的覆层形貌呈竖直条状;在功率6kW、扫描速度16mm/s、光斑直径5mm、搭接率30%时,熔覆层与基体以及熔覆层之间会产生夹渣;熔覆层具有较好的韧性和冲击强度,熔覆后的试样的冲击强度提高了7.7%。