《雷射熔覆粉末不鏽鋼的切削機理與工藝基礎研究》是依託山東大學，由劉戰強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雷射熔覆粉末不鏽鋼的切削機理與工藝基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉戰強
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
為滿足雷射熔覆零件修復加工的環保、節能要求，提出雷射熔覆粉末不鏽鋼以車代磨乾切削修復加工技術，實現熔覆層材料的回收再利用。基於雷射熔覆工藝參數對熔覆層結合強度和熱影響區影響的研究，探索熔覆層材料組織及力學物理性能參數的梯度分布規律，確定最優切削深度；揭示Wiper刀具切削加工表面形成和強化機理，確定最大進給量，在保證加工質量的同時獲得最高切削加工效率；通過層疊材料與粉末冶金材料切削機理的研究，探索發現雷射熔覆粉末不鏽鋼切削加工單元節狀切屑（等效直徑300-700微米）形成的熱力學條件，確定雷射熔覆粉末不鏽鋼最佳切削速度；詮釋孔隙率和粉末硬質點對雷射熔覆層切削加工性影響的細觀力學機理。進行切削試驗及離散元仿真驗證理論研究成果，形成雷射熔覆粉末不鏽鋼乾車削修復加工工藝。項目取得研究成果可為最佳化雷射熔覆工藝奠定理論基礎，同時，通過切屑形態控制實現雷射熔覆材料的回收再利用，帶來巨大社會和經濟效益。
結題摘要
後續機械加工決定了雷射熔覆層表面的最終幾何形狀、表面粗糙度和應力狀態等，進而影響其服役性能。以液壓立柱為研究對象，在45#鋼基體表面製備Cr/Ni合金雷射熔覆層，開發液壓立柱的修復加工技術，在報廢液壓立柱表面重新獲得具有良好耐腐蝕性的高性能熔覆層。首先，利用雷射熔覆在45#鋼表面製備了厚度不小於1.5 mm、組織緻密、無裂紋、低孔隙率、高結合強度、高硬度、高力學強度並具有良好耐腐蝕性的Cr/Ni基合金熔覆層。其次，基於直角切削應力模型提出了切削雷射熔覆分層材料的應變連續條件下的未變形切屑厚度臨界條件。再次，建立了熔覆層後續切削加工的表面完整性評價圖譜，對傳統刀片和wiper刀片車削以及滾壓加工的表面完整性進行對比分析，開發了wiper刀片大進給車削和滾壓的複合加工工藝。並針對wiper刀片在不同進給量下的表面殘留和三維表面形貌進行建模，揭示了wiper刀片大進給車削表面的形成過程。最後，建立了車削與滾壓複合加工熔覆層表面完整性與耐腐蝕性的關聯關係。
