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标题:阀门零件激光熔覆的研究与应用
正文:
激光熔覆阀门零件的研究与应用阀门在使用过程中，其密封面长期处于介质之中并受到介质的冲刷和腐蚀。研究阀门密封面的强化和修复方法，延长阀门的使用寿命，具有十分重要的意义。国内对一些高参数阀门的关键密封面一般采用等离子喷焊，电弧、火焰堆焊等传统工艺进行强化。采用激光熔覆工艺对高参数阀门密封面进行强化处理或修复，与传统工艺相比，密封面质量明显提高，耐摩擦磨损、耐腐蚀性能更优越等一系列优点。 1　激光熔覆试验与检测1.1　试验零件与材料强化与修复的阀门有J41W-25、J41-16P等型号截止阀，RV-SG-1075等安全阀。阀体阀瓣材料为1Cr18Ni9Ti、2Cr13、r18Ni12Mo3Ti、碳钢等，其加工面为φ50 mm～φ130 mm的环形平面或环形锥面。其中有阀瓣外表面，也有阀体的内腔表面。密封面涂层采用市售或自制的Co基和Ni基粉末，粉末成分根据与零件材料和结构相匹配的原则选用或专门炼制，粉末使用2123酚醛树脂为粘接剂，用酒精调和并预置于加工面上，预涂层厚度根据需要为1 mm～3.5 mm不等。为与传统工艺作比较，另用等离子喷焊和电弧堆焊加工一批试件，粉末和焊条材料的成分与激光加工用粉末的成分相同。试验先在同种材料的试块或模拟件上进行，最后再在阀门零件上进行。1.2　试验原理与方法激光熔覆的技术原理是，在需处理的零部件表面预置一层能满足使用要求的特制粉末材料,然后用高能激光束（聚焦后功率密度为104 W/cm2～106 W/cm2）对涂层进行快速扫描处理,预置粉末在瞬间熔化并凝固（冷却速度达104℃/s～106℃/s）,涂层下基体金属随之熔化一薄层，二者之间的界面在很窄的区域内迅速产生分子或原子级的交互扩散,同时形成牢固的冶金结合。在快速热作用下,基体受热影响极小,无变形。熔层合金自成体系，其组织致密，晶粒细化,硬度和强韧性提高,表面性能大大改善。试验用加工机为HGL―90型5 kW横流CO2激光器，激光器输出光束波长为10.6 μm,导光系统由光闸、反射镜和砷化镓(GaAs)晶体透镜组成。聚焦后的激光束对采用预置粉末法涂敷在环形试件表面上的合金层进行单道激光扫描，工艺参数为激光功率2 kW～4 kW，扫描速度4 mm/s～10 mm/s,光斑尺寸φ5 mm～φ10 mm。激光束能量分布形式为高斯分布，无保护气体
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