摘要
针对糖厂阀门所面临的复杂工况,需在糖浆混合介质中保证阀门仍具有长久的生命周期。因此必须对硬质密封偏心半球阀密封面进行表面改性,制备具备高硬度差、抗腐蚀磨损以及不易脱落的表面涂层。激光熔覆作为再制造零件修复和强化的重要技术手段,在高端高参数阀门密封面修复与强化领域具有长久发展前景。 本文对阀门密封面采用激光熔覆技术进行表面改性，分别从两方面探索和优化激光熔覆工艺，控制熔覆层形状特征和控制熔覆层质量特征。实验基材为ZG310-570平板，设备为大功率光纤耦合半导体激光器，试验设计方法为响应曲面法。试验数据用以建立单道和搭接熔覆形貌特征的数学模型，模型可靠性的评价指标是F-检验，并用满意度函数实现多目标优化求解。对数学模型的分析可有效定量控制熔覆层形貌特征。同时利用检测仪器对熔覆层的组织性能进行测试分析，例如组织生长规律、元素成分、耐腐蚀性等，从内在原理和外在性能两方面共同对比印证各试样的优劣。以这种实际性能表现总结其内在规律并解释其缘由，可以对熔覆层质量特征进行准确的优化。 本文得出的试验结果：熔覆形貌特征与质量和熔覆工艺有紧密关系；单道熔覆模型误差率低于10%，多道熔覆模型预测率大于80%。当激光功率1600W、扫描速度6mm/s、送粉速率17.5g/min、搭接率40%时熔覆效果最佳。熔覆层表面宏观形貌良好，无裂纹、凹坑；截面几何特征满足理想尺寸达到工程需求。钴基合金熔覆层组织致密，物相组成和元素分布规律符合其表现性能。钴基熔覆层相对于基材性能提升：硬度提高2.9倍、耐磨性提高5.8倍、耐腐蚀性极大提高。
NETL