一、激光熔覆立铣刀的熔覆层微观结构和性能（论文文献综述）
李磊[1]（2021）在《Ni60激光熔覆层制备及切削加工实验研究》文中指出增减材复合制造是一种新兴的绿色制造方式,充分体现了激光熔覆增材制造技术和传统机械加工技术的优势。增材制造技术突破了传统“减材制造”技术的束缚,“从无到有”的制造理念实现了复杂结构零件的快速制造。但逐层堆积的制造方式无法保证零件的尺寸精度和表面质量,需要通过后续机械加工来保障零件的生产质量满足技术要求。汽车覆盖件冲压模具在高压和冲击作用下工作,易产生裂纹及磨损等损伤形式。采用基于激光熔覆的增减材制造技术对模具损伤区域进行修复,充分发挥整套冲压模具的剩余价值,对降低生产成本及提高资源利用率具有重要意义。提高激光熔覆成形质量和后续切削加工质量是保障增减材模具修复质量的必要条件。因此,本文采用光纤激光器在Cr12MoV模具钢表面制备Ni60合金粉末熔覆层,通过铣削实验分析熔覆材料的切削加工规律,揭示切削参数对熔覆层切削加工的影响,为激光熔覆材料的高效加工提供指导。主要研究内容如下:（1）采用4000W光纤激光器在Cr12MoV模具钢表面制备Ni60合金粉末熔覆层,通过横截面试样几何尺寸研究激光熔覆工艺参数对熔覆层成形质量的影响规律;采用金相显微镜和显微硬度仪,分析了激光熔覆成形材料组织与硬度分布不均匀特性;据此优选激光熔覆工艺参数,制备组织致密,无裂纹缺陷的高质量激光熔覆层。（2）在优选熔覆工艺参数条件下,制备Ni60合金粉末单道熔覆试样,开展熔覆层铣削实验,采用金相显微镜和超景深显微镜观测熔覆层切屑试样,分析了铣削参数对切屑形态和变形系数的影响。（3）采用Kistler-9257b三向测力仪记录切削力数据,以平稳状态的最大切削力作为研究对象,分析切削参数对切削力的影响规律,并通过Matlab拟合切削力经验公式。（4）采用红外热像仪实时测量熔覆层铣削温度,利用表面粗糙度仪检测已加工表面质量,基于正交实验分析了切削参数对铣削温度和表面粗糙度的影响,拟合获得切削温度和表面粗糙度经验公式。研究结果表明:（1）熔高和熔宽以及稀释率受激光功率、扫描速度和送粉量的影响较大;熔覆层组织基本沿着热扩散方向生长,具有定向快速凝固特征,从熔覆底层到表层依次出现层状平面晶→胞状/柱状枝晶→等轴晶;熔覆层内部微观组织和硬度分布不均匀,显微硬度超过50HRC,满足汽车覆盖件模具的硬度要求。（2）在本文铣削参数范围内,Ni60熔覆层切屑为连续带状切屑,主轴转速、每齿进给量和径向切深对Ni60熔覆层切屑形态具有较大影响,而轴向切深影响不显着。变形系数随主轴转速的升高、每齿进给量的增大及径向切深的增加而减小,受轴向切深的影响较小。（3）切削力随主轴转速、每齿进给量、轴向切深及径向切深的增大而增大;轴向切深对切削力的影响最大,每齿进给量的影响次之,径向切深的影响再次之,主轴转速的影响最小;切削力的经验公式的精度满足工程应用需求。（4）切削温度随主轴转速、每齿进给量、轴向切深及径向切深的增大而升高;表面粗糙度随主轴转速的增大而减小,随每齿进给量和轴向切深的增加而增大,与径向切深的关系不大。拟合的切削温度和表面粗糙度经验公式满足工程应用需求。
李学木[2]（2021）在《微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的研究》文中研究指明基于干切削刀具技术的现状和发展需求,针对传统软涂层刀具膜基界面结构不可控、涂层结合强度不足等问题,将电流体喷射沉积涂层技术和微纳织构技术相结合,提出了微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的新思路。将电流体喷射沉积软涂层替代传统的物理气相沉积（PVD）软涂层,以改善复杂、低效、高成本的涂层工艺,将传统的光滑、平整刀具表面转变为规则的、可控的微纳织构表面,以增大刀具基体比表面积和表面能,提高涂层的膜基结合力,改善刀-屑界面摩擦特性。基于对电流体喷射沉积软涂层和激光加工微纳织构机理、装备和工艺的研究,发明了一种基于激光诱导-电射流沉积复合的微纳织构表面多层软涂层刀具及其制备方法,形成了微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具制造技术。通过对微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的物理力学性能、摩擦磨损性能及干切削性能的研究,揭示了微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的减摩润滑机理。研究了电流体射流流变机理,获得了射流尺寸与浆料物性参数、关键工艺参数的关系,建立了电流体射流流变过程的数值仿真模型,分析了射流电势及形态的变化规律,电场诱导下液滴中的自由电荷和极化电荷会不断向两相界面聚集,形成自上而下的层状分布电势和对液滴向下拉拽的驱动模式。研究了射流散射雾化机理及荷电液滴尺度演变规律和运动规律。设计和搭建了电流体喷射沉积设备,研发了电流体喷射沉积设备控制系统,为电流体喷射沉积刀具软涂层提供了硬件支持。以自配制的WS2浆料为例,研究了电流体喷射沉积工艺,探明了关键工艺参数对射流及沉积涂层质量的影响规律,获得了形成稳定射流和最佳涂层质量的工艺参数:电压3.5-4.6 kV,浆料流量12μl min-1,喷针-衬底间距5mm。以具有优异摩擦学性能的生物鲨鱼表皮为模板,结合纳米织构的特性设计了多形态、多尺度的微纳复合织构。利用纳秒激光和飞秒激光在WC/Co硬质合金表面制备了微纳复合织构,其几何尺寸为:仿鲨鱼皮微米织构中沟槽的宽度、深度和周期分别为～10μm、～17 μm和～100 μm,纳米织构中沟槽的宽度、深度和周期分别为～500 nm、～100 nm和～750 nm。在微纳织构表面进行了 WS2软涂层和WS2/C复合涂层的电流体喷射沉积,系统地研究了涂层的微观结构和物理力学性能,结果表明:WS2/C复合涂层具有更高的硬度和塑性指数H/E;微纳织构表面不会改变软涂层的晶体结构,但改善了软涂层与基体的界面结合形态,增加了软涂层的表面粗糙度和膜基界面结合力。微纳织构表面改善软涂层膜基结合性能的内在机理为:1)微纳织构表面能有效地减少涂层与基体的界面应变;2)微纳织构增大了软涂层在基体的附着面积,提高了基体的机械啮合力;3)微纳织构表面具有更好的润湿性和表面能;4)微纳织构改善了基体表面压应力、消散了涂层系统残余应力。通过与45#淬火钢的球-盘接触式摩擦磨损试验,系统地研究了微纳织构表面电流体喷射沉积WS2软涂层和WS2/C复合涂层的摩擦磨损特性。结果表明:与WS2软涂层相比,WS2/C复合涂层的磨损率降低、磨损寿命延长,这主要是由于复合涂层具有更高的硬度、韧性和抗氧化性。微纳织构表面能进一步降低涂层磨损率、延长涂层磨损寿命,这主要是由于微纳织构表面增强了涂层膜基结合力,并且微织构可以通过捕捉磨屑、储存和转移润滑剂来保持摩擦接触面良好的润滑状态。与光滑表面电流体喷射沉积的WS2软涂层相比,微纳织构表面电流体喷射沉积WS2/C（4:1）复合涂层的磨损率降低约20%。通过车削试验研究了微纳织构表面电流体喷射沉积WS2/C（4:1）软涂层刀具干切削45#淬火钢的切削性能、刀具破损机制和减磨作用机理。结果表明:与传统刀具（PT）相比,刀具表面微纳织构处理和电流体喷射沉积软涂层均能不同程度地降低刀具切削力、切削温度和前刀面刀-屑界面摩擦系数,改善刀具表面摩擦状态和加工工件表面质量,其中刀具WMT-2-N（前刀面有微纳复合织构且菱形结构中微米沟槽平行于主切削刃,后刀面有纳织构且纳米沟槽平行于主切削刃,前后刀面都沉积WS2/C（4:1）软涂层）表现最佳。微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层改善刀具干切削性能的作用机理为:软涂层改善了刀-屑接触面摩擦状态;微纳织构改善了刀-屑接触特性;微纳织构提高了软涂层膜基结合力。
安熠蔚[3]（2021）在《TC4钛合金增材成形件的铣削加工试验研究》文中研究表明随着TC4钛合金航空航天零件已逐步开始向“结构轻量化”和“结构功能一体化”方向发展,选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）能够制造出传统工艺不能加工生产的复杂钛合金结构件,但SLM成形的零件精度和表面质量通常达不到使用和装配要求,仍需要铣削加工。因此,为了提高增材成形件的表面质量和铣削工艺性,本研究基于金属切削理论,进行有限元仿真和铣削试验研究,重点研究铣削参数对TC4增材成形件铣削加工性能的影响,主要研究内容如下:首先,基于金属切削变形原理对二维正交切削理论和三维斜角切削理论进行了分析研究,得出斜角切削与正交切削相互转换的关系公式,并通过三维斜角切削模型建立了切削力预测数学模型。其次,介绍了有限元分析法和Advantedge FEM有限元仿真软件,阐述了有限元技术实现准则和关键技术。利用有限元仿真软件自定义TC4增材成形件材料本构模型,成功搭建铣削仿真模型并完成仿真试验,对仿真结果残余应力演变、铣削力变化、铣削温度场变化和切屑形态变化进行了分析。再次,根据选区激光熔化增材成形技术原理和特点,结合试验设备与参考大量文献选择SLM增材成形参数制备得到TC4增材成形件。通过超景深显微镜和扫描电镜测量TC4增材成形试样表面形貌、致密度和显微硬度等材料性能,以确保成形件的合理性。设计铣削正交试验方案,以铣削力和表面粗糙度作为指标,对比分析TC4增材成形件与同元素TC4锻件铣削加工性和各铣削参数与铣削性能指标之间的变化关系。进一步采用多元回归分析,建立TC4增材成形件铣削力和表面粗糙度数学模型,并对模型的显着性进行了检验。最后,为实现TC4增材成形件铣削加工的高效化和优质化,将最小铣削力、最低表面粗糙度和最大加工效率（以最大材料去除率表征）作为目标函数,采用遗传算法的多目标优化求解方法,得到最佳的铣削参数组合是主轴转速n=2411.562r/min,进给速度为vf=136.885mm/min,背吃刀量ap=0.456mm,侧吃刀量ae=2.369mm。
张亚普[4]（2020）在《基于熔池温度监控的激光熔覆层成形研究》文中进行了进一步梳理煤矿井下的液压支架立柱表面会受到酸性水雾和气体的腐蚀,造成立柱的失效,影响综采生产过程的安全。利用激光熔覆技术可以对液压支架立柱表面进行改性,产生与立柱基体不同成分和性能的熔覆层,延长立柱的使用寿命。但是,熔池温度是否稳定直接影响熔覆层成形的尺寸精度、内部缺陷、显微组织及力学性能,进而影响熔覆层的成形情况。本文在液压支架立柱母材27SiMn钢表面激光熔覆304不锈钢,主要研究熔池温度对激光熔覆层成形的影响,使得激光熔覆层成形得以控制,主要研究内容如下:首先,对27SiMn钢表面激光熔覆304不锈钢过程进行ANSYS有限元仿真分析,得出温度场分布云图和熔池温度随时间变化曲线,并结合仿真结果分析激光熔覆层横截面成形尺寸、热影响区宽度、显微组织和显微硬度与熔池温度之间的关系。然后,搭建熔池温度监控实验台,并进行监控实验台软硬件设计,在激光熔覆304不锈钢的实验过程中进行跟踪监测,获得激光熔覆过程的熔池温度变化曲线,分析激光工艺参数、熔池温度与熔覆层成形之间的关系,为熔覆层成形的控制提供基础。最后,根据熔池温度与激光熔覆层横截面成形尺寸、热影响区宽度、显微组织和显微硬度之间的关系,通过Visual C++程序对激光扫描速度进行反馈控制,调整激光熔覆成形过程的激光能量输入,从而控制熔池温度的稳定性,进而实现激光熔覆成形的控制。本文依据熔池温度的变化范围与激光熔覆层横截面成形尺寸、热影响区宽度、显微组织和显微硬度之间的关系,采用改变激光扫描速度的方法对激光熔覆层成形进行控制,为激光熔覆层成形的提高提供了一定的理论及应用基础。
唐昊[5]（2019）在《激光熔覆高合金含量高速钢涂层组织与性能研究》文中提出采用激光熔覆制备M2（W6Mo5Cr4V2）高速钢涂层,研究发现涂层凝固后具有较细的组织,但激光非平衡快速凝固增强了W、Mo等强碳化物形成元素在基体中的固溶度,导致涂层中硬质碳化物析出含量偏少,且碳化物分布成网状。因此,本文提出了激光快速凝固高合金含量高速钢成分设计思路,主要分为以下两类:第一类是在典型高速钢牌号M2成分基础上添加高含量强碳化物形成元素W、Mo、V,以获得更多碳化物硬质相析出,研究了高钼钴、高钼钴钒、高钨钼钴三种合金成分;第二类是结合多组元中熵钢成分设计思路,研制了含更多组元的Fe68（WMoCrVCoNiCuAl）32中熵高速钢成分,并研究了C、W、Al、Cu等合金元素添加量对涂层组织性能的影响。实验结果表明:激光熔覆高合金含量（高钼钴、高钼钴钒、高钨钼钴）高速钢涂层凝固组织均为马氏体、少量网状残余奥氏体及晶界处分布的M2C型碳化物,经530°C三次回火后残余奥氏体几乎消除,晶界处及回火马氏体基体上析出二次碳化物沉淀;与时效硬度约813 HV0.5的M2高速钢涂层对比,强碳化物形成元素W、Mo含量增加有利于涂层中获得更多硬质碳化物,最大时效硬度达到872 HV0.5,但碳化物网状分布更明显,不利于涂层止裂性能,500°C热磨损性能与M2高速钢接近。多组元中熵高速钢涂层凝固后均获得了高速钢典型的马氏体基体、M2C和少量残余奥氏体相结构。且碳化物分布相对弥散、未见粗大过量碳化物生长、尺寸更细、网状分布形态减轻,时效硬度在810870 HV0.5之间。TEM观察发现与M2高速钢涂层相比,中熵高速钢涂层显着的二次硬化效果来自于马氏体基体上时效析出的更多纳米级M2C碳化物。500°C热磨损实验表明中熵高速钢与M2高速钢涂层相比摩擦系数更低,热磨损失重减少一半以上。可见,论文结合激光快速凝固的技术特点,提出了两种高合金含量激光熔覆高速钢成分设计思路,相对于导致涂层韧性下降的高强碳化物合金含量的高速钢成分设计,添加多组元合金元素的中熵高速钢由于含更多耐氧化成分、显着的纳米级时效硬化效果、相对较高的韧性和与M2高速钢涂层接近的硬度,500°C抗热磨损性能更优。
唐清春[6]（2019）在《面向五轴增减材复合成形轮廓精度的运动轨迹控制研究》文中研究说明高复杂度零件在航空航天、国防军工、能源动力、生物医学等尖端科技产业的广泛应用,其制造的性能、精度、效率要求也越来越高。传统的制造工艺如铸造、粉末冶金、机械加工等均存在成形加工难度大、制造工序多、制造周期长等问题,尤其对于高性能难加工合金材料、具有梯度及内部复杂型腔结构等零件的制造。增减材复合制造技术由于兼具增材制造及减材制造的优点,被认为是一种极具前景的技术手段,然而,目前的增减材制造还面临增材过程的轨迹控制、减材过程轨迹控制、多工艺坐标协同、缺少专用的多功能后置处理软件等诸多问题,这些都严重制约增减材复合成形轮廓精度。为解决上述问题,论文在深入分析五轴增减材混合制造工艺的基础上,提出了面向五轴增减材复合成形轮廓精度的运动轨迹控制方法;建立了五轴增减材复合机床的复合运动学模型,并对增材和减材两种工艺的运动学模型进行了坐标协同;以控制成形件高精度轮廓为目标,分别对影响刀具运动轨迹运行精度的刀轴矢量、非线性误差、刀具3D误差、以及走刀速度等关键技术问题进行了深入的探讨,建立了相应的控制算法;通过叶轮、叶片等复杂零件虚拟仿真及实验进行验证,并基于后置处理技术开发了专用的后置处理软件。论文的主要研究工作如下:（1）在分析传统五轴机床结构特性的基础上,探究了五轴增减材复合机床的运动特性;基于逆向运动学原理,构建了五轴增减材复合机床的运动学模型;进行了工艺坐标耦合分析,并提出了工艺坐标协同策略。（2）为提高激光熔覆增材过程零件的轮廓精度,消除传统三轴分层熔覆导致的台阶效应,提出了五轴螺旋动态刀轴矢量控制方法。通过分析五轴联动过程中增/减材时刀具与工件表面的接触原理,建立了五轴螺旋动态矢量计算方法。通过某叶片的单道多层熔覆实验进行了验证,实验证明使用五轴螺旋轨迹及动态刀轴矢量方法熔覆的叶片轮廓精度比传统的相邻层刀轴矢量方法获得的轮廓精度高约3倍。（3）为控制五轴减材制造过程零件的轮廓精度,通过回转轴线性插补原理探究了非线性误差产生的机理,建立了非线性误差的数学模型;提出了刀轴矢量插补算法,当误差超过设定许用值时,以相邻两点建立矢量插补平面,从而获得插补点位置及矢量来进行误差补偿,并通过某叶片的虚拟仿真及切削实验进行了验证,验证明采用刀轴矢量插补算法相比传统的线性插补算法非线性误差能降低了约一倍。为降低刀具磨损对五轴减材制造过程零件的轮廓精度的影响,研究了刀具在空间切削过程中的接触方式,根据刀心、刀具接触点、刀轴矢量的三者关系建立了刀具三维磨损误差补偿算法,并通过某叶片进行了虚拟仿真及切削验证实验,实验证明采用刀具误差补偿后加工的零件轮廓精度与理论刀具加工的精度高度吻合。（4）为分析走刀速度对复杂曲面零件成形过程中的精度影响机理,通过分析五轴速度插补原理,建立了速度插补模型,提出了基于速度、加速度约束获得恒表面刀触点速度控制方法,通过某叶片的减材进行了验证,实验证明恒表面刀触点速度可获得较高的成形件轮廓精度。（5）为解决增减材复合制造所需的NC代码问题,根据建立的复合运动学模型,结合动态刀轴矢量算法、非线性误差控制算法、刀具3D误差补偿算法、恒表面刀触点速度控制算法,基于高级语言开发了专用的、多功能的五轴增减材复合后置处理软件,以某叶轮进行了功能验证;同时对增减材坐标系的误差测定方法进行了探讨,提出了坐标协同误差评判标准,以圆环零件进行了复合制造中工艺协同的基础实验。
陈翔[7]（2019）在《基于W6Mo5Cr4V2高速钢刀具的激光熔覆改性技术研究》文中指出本文以市面上通用的普通W6Mo5Cr4V2高速钢刀具材料作为研究对象,选用硬度高、高温性能好的WC/Co复合陶瓷材料,应用光纤激光器以及相关辅助设备在刀具基材表面进行激光熔覆改性实验,目标提高普通高速钢刀具的硬度、红硬性等切削性能。实验前期通过调研和探究不同工艺参数下熔覆层的宏观形貌,确定大致的工艺参数范围,为刀具改性研究的开展奠定基础。实验首先进行单道熔覆正交实验和极差分析,探索熔覆层形貌、硬度、组织与激光工艺参数（激光功率、送粉电压和扫描速度）的关系。结果表明熔覆层的平均显微硬度主要受到送粉电压和激光功率两因素影响,在激光功率1.1k W,送粉电压14V时,熔覆层平均显微硬度为刀具基材的1.52倍,熔覆层与基材实现良好的冶金结合,裂纹仅存在于两者结合的边界部位,气孔多位于距顶点0.25mm范围内。利用正交多项式回归分析,可以得到送粉电压、激光功率与平均显微硬度的回归方程,运用该方程可以对平均显微硬度进行预测与控制。其次根据上述实验结论,在最佳硬度参数区间,探究扫描速度对刀具熔覆的影响,结果表明较慢的扫描速度容易引起基材的“鞍型”翘曲变形,当选用3mm/s以上的扫描速度时,基材的翘曲变形量可以得到较好的控制。热量的累积在熔覆方向的起始点位置最少,并沿其熔覆方向对周边组织进行扩散。参考组织和熔高尺寸情况,最终确定最佳工艺参数:激光功率1.1k W、送粉电压14V、扫描速度3mm/s。然后对最佳参数下熔覆层物相组织和性能进行分析。结果表明熔覆层主要物相为Fe3W3C、WC、W2C、M6C型硬质相和间隙碳化物。最高硬度出现在距离熔覆层顶点0.4mm左右的次表层范围内,是基材的1.64倍。熔覆层600℃时红硬性达到60HRC以上,温度达到1000℃时,熔覆层仍达到50HRC以上,近似接近于硬质合金的红硬性要求。最后在普通高速钢车刀上做实际熔覆和加工验证,通过实验研究确定预置坡口熔覆工艺,设计激光熔覆专用翻转夹具解决车刀刃倾角差异性问题。经熔覆改性后的车刀具有超越普通高速钢车刀的良好切削性能,可以完成硬度68～70HRC淬火Cr12Mo V钢的切削,同时也适用于100m/min以上的高速切削要求。利用激光熔覆改性技术在普通高速钢刀具熔覆WC/Co复合粉末,可以有效改善高速钢刀具的切削性能和实用性,在刀具强化改性方面具有一定的应用和推广价值。
任楷[8]（2019）在《激光表面处理对马氏体耐热钢组织与性能的影响》文中研究表明超超临界发电技术能够有效的提高燃煤利用率和热效率,成为我国改建或在建发电机组的首选引进技术。9Cr马氏体耐热钢以其良好的热强性和较低的膨胀系数等物理性能是其中最为关键的电站机组用耐热材料。目前,在国产化的进程中,研发工作大量研究都集中于电站的耐热材料组织优化和服役过程的组织演化上,而对大型铸件铸造组织中不可避免的缺陷问题和后期强化手段的研究较少。鉴于此,本文探究了激光表面处理对马氏体耐热钢组织与性能的影响,通过表征补焊和强化的效果,以评价其可行性。本实验首先设计了一种新型9Cr马氏体耐热钢以模拟超超临界发电机组用缸体材料。在首轮铸锭组织中发现存在含量较多的δ-铁素体,经过不同的均质化退火温度、正火温度和回火温度处理后虽明显降低了组织中δ-铁素体的含量,但全视野范围内δ-铁素体总含量仍超过3%的可使用范围,该成分耐热钢不能支撑与后续激光表面处理实验;之后,对原设计9Cr马氏体耐热钢的成分进行优化改良,其铸态组织中未发现δ-铁素体相的存在,说明改良方案合理可行。随后对其进行均质化+正火+回火的全流程热处理研究,并探讨了相同保温时间下,不同回火温度对马氏体耐热钢组织与性能的影响。实验表明,在均质化退火（加热温度1070℃、保温时间10h,空冷）+正火（加热温度1100℃、保温时间5h,空冷）+回火（加热温度700℃、保温时间2h,空冷）的热处理工艺下可获得了组织均匀、回火马氏体板条最细小,硬度较高的显微组织,并固化为基体的最优热处理制度。为了模拟对9Cr马氏体耐热钢的补焊行为,在基体进行全程热处理之后对其激光熔覆Fe基合金粉末。借助光学显微镜,扫描电子显微镜,X射线衍射及性能测试等手段,评价了熔覆层和基体的显微组织形貌及硬度指标。并通过电化学工作站,对比熔覆层和基质的电化学行为。结果表明,熔覆层与基体达到了良好的冶金结合,在熔覆层中发现了弥散析出的Cr7C3和Cr3C2,增强了熔覆层硬度,其硬度高于基体的硬度。激光熔覆后经去应力退火,熔覆层及过渡层硬度明显下降。同时发现界面层中有轻微铁素体组织形成,这是由热传递引起的。电化学测试表明,熔覆层的耐腐蚀性略优于基板的耐腐蚀性,3.5NaCl%溶液浸泡实验中未观察到界面明显的相互作用,熔覆层与9Cr马氏体耐热钢可进行良好的匹配。为了探究9Cr马氏体耐热钢激光表面强化行为,在基体进行全程热处理之后对其表面进行激光淬火。通过组织观察及硬度测试,探究了淬火后各区域的显微组织及硬度分布。结果表明,表面淬火后得到了细小的全马氏体层,并获得了较高的硬度保护。
戴晟[9]（2017）在《颗粒增强金属基熔覆涂层的高速铣削加工及耐磨性研究》文中进行了进一步梳理激光熔覆颗粒增强金属基复合涂层具有极高的耐磨性,在模具表面强化和表面修复方面具有广阔的应用前景。但由于复合涂层硬度高、后续切削加工性差,从而严重制约了该类涂层的应用。为此,本文提出采用高速铣削技术用于复合涂层的后续加工中,以理论分析与试验研究相结合,系统研究颗粒增强金属基熔覆涂层的耐磨性,探讨高速铣削颗粒增强金属基熔覆涂层的表面形成,并深入研究高速铣削加工对复合涂层硬度及耐磨性的影响规律。在此基础上,探讨了熔覆涂层厚度与模具使用寿命之间的关系,提出了熔覆涂层最小初始厚度的设计原则。本文完成的主要工作和取得的成果如下:（1）采用不同激光技术制备了颗粒增强金属基复合涂层,分析了其组织结构和耐磨性,结果显示,固体Nd:YAG激光熔覆激光加热时间短,激光能量小,热输入小,热影响区和热变形都小,比较适合于精密模具等零件的要求。研究了不同碳化物陶瓷增强颗粒和不同合金基粉体组成的颗粒增强金属基复合涂层,发现复合涂层结构致密,增强颗粒分布均匀,熔覆层硬度高、耐磨性好。（2）分析颗粒增强金属基复合涂层的高速铣削已加工表面特征,发现加工表面主要由铣刀的周期性进给而产生的切削波纹构成,同时还存在微裂纹、基体撕裂、基体涂覆、塑性侧流和振纹等表面特征。增强颗粒的去除方式对颗粒增强金属基复合涂层的表面形成过程有着重要的影响。并初步探讨了颗粒增强金属基复合涂层高速铣削时的锯齿状切屑形成机制。（3）建立了颗粒增强金属基复合涂层高速铣削加工表面的表面粗糙度评价模型,从铣削工艺参数、增强颗粒含量和尺寸等方面,全面分析了这些因素对激光熔覆颗粒增强金属基复合涂层高速铣削表面粗糙度的影响程度和规律。（4）建立了高速铣削激光熔覆颗粒增强金属基复合涂层硬度的理论分析模型,从铣削速度、轴向切深、每齿进给量等铣削工艺参数和增强颗粒的含量、尺寸两方面详细研究高速铣削对激光熔覆复合涂层硬度的影响规律,加工表面平均显微硬度随着铣削速度的增加而增加,当机床的相对转速不高时,铣削过程的热作用强于铣削加工冷作硬化作用,使涂层表面出现了软化。高速铣削后的热影响区显微硬度均出现了升高。随着轴向切深的增加,涂层表面加工硬化程度变大。复合涂层的平均表面显微硬度不随增强颗粒质量分数的增加而单调增加,随着增强颗粒直径的增加而增加。（5）采用理论分析和试验相结合的方法,系统研究了高速铣削工艺参数、增强颗粒对高速铣削激光熔覆复合涂层耐磨性的影响规律,随着铣削速度的增加,耐磨性提高;涂层的耐磨性不随每齿进给量变大而单调提高;轴向切深对铣削后涂层耐磨性的影响较小;复合涂层磨损量不随增强颗粒含量的增加而单调减小,也不会随着增强颗粒直径的增加而单调变好。铣削速度是影响激光熔覆颗粒增强金属基复合涂层高速铣削表面耐磨性的最主要因素。（6）薄涂层的耐磨性比厚涂层的耐磨性要差,设计时需要综合考虑涂层厚度对加工余量及承载能力的影响,使其具有足够的加工余量,使铣削后的复合涂层有足够的厚度来支持模具零件的工作荷载。（7）从模具的设计寿命出发,建立考虑铣削工艺参数的模具表面颗粒增强金属基熔覆涂层的初始厚度设计模型,提出了涂层最小初始厚度的设计原则。
马宇亮[10]（2016）在《过渡层对激光熔覆Fe基非晶涂层微观结构及性能的影响》文中认为现代工业生产中,为适应各种苛刻复杂的工作环境,对材料的各种性能提出了更高的要求。非晶态合金具有极高的韧性、强度、耐蚀性和耐磨性,近年来受到研究人员的广泛关注。其中Fe基非晶合金资源丰富且具有独特的物理化学性能,有着广泛的应用前景。非晶合金的形成通常需要极高的冷却速度,这在很大程度上限制了非晶态合金的应用。而激光熔覆技术同时具有快速加热、快速冷却的特点,可以使玻璃形成能力强的合金系形成非晶相,从而达到提高基材表面的强度、硬度、耐磨以及耐蚀性能的目的。本文中使用TJ‐HL‐T5000型脉冲激光器,在Q235钢表面制备出了Fe基熔覆层。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱分析（EDS）,对熔覆层的相组成、微观组织以及成分分布情况进行了表征;通过LM700AT型显微硬度计和UMT2型摩擦磨损试验机,测试了熔覆层的硬度和摩擦磨损性能。为了降低激光熔覆Fe基非晶涂层的摩擦系数,本文在Q235钢基体与熔覆层中间添加电镀Ni‐P过渡层作为衬底,对熔覆层的摩擦磨损性能进行了系统的研究。发现该涂层质量良好、具有均匀、细致的结构、其各项性能均优于基材的表面。激光熔覆层主要由非晶和晶体相组成;熔覆层由表及里可分成熔覆层、过渡区和热影响区三个部分;同时,本文研究了过渡层对熔覆层相组成、组织形貌、硬度及摩擦性能的影响,结果表明:随着Ni‐P过渡层中P含量的增加,晶体相的衍射峰也逐渐减少减弱,非晶含量增加,摩擦系数从0.65降低到0.35。同时,未添加Ni‐P过渡层的Fe基非晶涂层具有较高的显微硬度约为1050 HV,略高于添加Ni‐P过渡层的熔覆层。添加Ni‐P过渡层后,随着过渡层中的P含量的增长,熔覆层磨损体积从0.012下降到0.006,表明Ni‐P过渡层可以提高熔覆层的耐磨性。其磨损机理主要与Ni‐P过渡层中Ni元素向涂层中的扩散相关,在涂层中产生FeNi相。过渡层在经过150℃、250℃预热处理后,熔覆层仍保持部分非晶合金的结构状态。在350℃、450℃热处理后涂层中非晶相完全晶化,随着过渡层热处理温度的提高,晶体相的衍射峰逐渐增多加强,非晶含量降低,熔覆层的显微硬度呈现出减小的趋势,摩擦系数从0.43逐渐增大到0.58。目前的研究结果表明,Fe基非晶涂层可以减少轴承之间的相互摩擦,在机械行业中有广泛的应用。
二、激光熔覆立铣刀的熔覆层微观结构和性能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、激光熔覆立铣刀的熔覆层微观结构和性能（论文提纲范文）
（1）Ni60激光熔覆层制备及切削加工实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 增减材国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光熔覆增材研究现状 |
| 1.2.2 熔覆层切削加工研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 实验与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 激光熔覆加工系统 |
| 2.2.2 熔覆层微观分析实验设备 |
| 2.2.3 熔覆层切削实验设备 |
| 2.3 实验设计 |
| 2.3.1 激光熔覆实验 |
| 2.3.2 熔覆层铣削实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Ni60 合金粉末激光熔覆层的制备及分析 |
| 3.1 激光功率对熔覆层成形质量的影响 |
| 3.2 扫描速度对熔覆层宏观质量的影响 |
| 3.3 送粉量对熔覆层宏观质量的影响 |
| 3.4 熔覆层微观分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Ni60 熔覆层切屑变形研究 |
| 4.1 铣削参数对切屑下表面及自由表面形貌的影响 |
| 4.2 铣削参数对切屑截面形态的影响 |
| 4.3 铣削参数对切屑变形系数的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ni60 熔覆层高速铣削切削力实验研究及分析 |
| 5.1 铣削参数对切削力的影响 |
| 5.2 正交实验结果分析 |
| 5.2.1 极差分析 |
| 5.2.2 方差分析 |
| 5.3 经验公式获取及显着性检验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 Ni60 熔覆层高速铣削切削温度和表面粗糙度实验研究及分析 |
| 6.1 铣削参数对切削温度和表面粗糙度的影响 |
| 6.2 正交实验结果分析 |
| 6.2.1 极差分析 |
| 6.2.2 方差分析 |
| 6.3 经验公式拟合及显着性检验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
（2）微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的背景与意义 |
| 1.2 电流体喷射沉积技术的国内外研究现状 |
| 1.3 织构刀具的国内外研究现状 |
| 1.3.1 刀具表面织构化的基本原理 |
| 1.3.2 织构刀具的制备与切削性能 |
| 1.4 软涂层刀具的国内外研究现状 |
| 1.4.1 刀具软涂层种类 |
| 1.4.2 软涂层刀具的制备与切削性能 |
| 1.5 本课题的来源与研究内容 |
| 第2章 电流体喷射沉积机理、设备及工艺研究 |
| 2.1 电流体喷射沉积机理研究 |
| 2.1.1 电流体射流形成及尺度分析 |
| 2.1.2 电流体射流仿真研究 |
| 2.1.3 电流体射流散射雾化及液滴受力分析 |
| 2.1.4 荷电液滴运动和尺度分析 |
| 2.2 电流体喷射沉积设备的设计与搭建 |
| 2.2.1 电流体喷射沉积设备设计 |
| 2.2.2 电流体喷射沉积设备软件控制系统 |
| 2.2.3 电流体喷射沉积设备搭建 |
| 2.3 电流体喷射沉积软涂层质量控制规律研究 |
| 2.3.1 电流体喷射沉积软涂层工艺过程 |
| 2.3.2 电射流模式随电压、浆料流量的变化规律 |
| 2.3.3 涂层质量随喷针-衬底间距的变化规律 |
| 2.3.4 电流体喷射沉积软涂层形貌特征和物相分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层的制备及其物理力学性能 |
| 3.1 微纳织构的设计与制备 |
| 3.1.1 表面激光织构化机理分析 |
| 3.1.2 表面织构图案设计 |
| 3.1.3 微纳织构的激光加工 |
| 3.1.4 微纳织构的形貌特征和物相分析 |
| 3.2 微纳织构表面软涂层的电流体喷射沉积与性能测试方法 |
| 3.3 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层物理力学性能 |
| 3.3.1 微观结构与物相 |
| 3.3.2 表面硬度与弹性模量 |
| 3.3.3 涂层膜基结合力 |
| 3.4 微纳织构表面提高软涂层膜基结合力的机理分析 |
| 3.4.1 软涂层和微纳织构基体表面匹配性分析 |
| 3.4.2 微纳织构基体的比表面积 |
| 3.4.3 微纳织构基体表面润湿性及表面能 |
| 3.4.4 微纳织构表面软涂层系统应力状态 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层的摩擦磨损特性 |
| 4.1 试验方案 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 摩擦试样与试验条件 |
| 4.2 微纳织构表面软涂层摩擦磨损特性 |
| 4.2.1 摩擦系数和涂层磨损寿命 |
| 4.2.2 涂层和对磨球磨损率 |
| 4.2.3 涂层表面磨损形貌 |
| 4.2.4 对磨球表面磨损形貌 |
| 4.3 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层润滑机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的制备及其切削性能研究 |
| 5.1 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的设计与制备 |
| 5.2 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的切削性能 |
| 5.2.1 切削试验方案 |
| 5.2.2 切削力 |
| 5.2.3 切削温度 |
| 5.2.4 刀-屑接触面摩擦系数 |
| 5.2.5 剪切角 |
| 5.2.6 已加工表面粗糙度 |
| 5.2.7 刀具表面磨损形貌 |
| 5.3 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层改善刀具切削性能机理分析 |
| 5.3.1 软涂层改善刀-屑接触面摩擦状态 |
| 5.3.2 微纳织构改善刀-屑接触特性 |
| 5.3.3 微纳织构提高软涂层膜基结合力 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文与获得的荣誉奖励 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）TC4钛合金增材成形件的铣削加工试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 选区激光熔化技术研究现状 |
| 1.2.2 SLM成形件切削加工研究现状 |
| 1.3 课题概述 |
| 1.3.1 课题的主要研究内容 |
| 1.3.2 课题的技术路线 |
| 第2章 金属切削过程和切削理论模型 |
| 2.1 金属切削过程的描述 |
| 2.1.1 切削时的三个变形区 |
| 2.1.2 切屑的形态 |
| 2.2 金属切削理论 |
| 2.2.1 Oxley切削模型 |
| 2.2.2 正交切削理论 |
| 2.2.3 斜角切削理论 |
| 2.2.4 正交切削与斜角切削的转换关系 |
| 2.3 切削力学模型理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 TC4增材成形件铣削有限元仿真研究 |
| 3.1 有限元分析法及Advant Edge FEM软件介绍 |
| 3.1.1 有限元分析法概述 |
| 3.1.2 Advant Edge FEM软件介绍 |
| 3.2 有限元仿真的关键技术 |
| 3.2.1 材料的本构模型 |
| 3.2.2 摩擦模型 |
| 3.2.3 刀具磨损模型 |
| 3.2.4 切屑分离准则 |
| 3.2.5 网格划分技术 |
| 3.3 TC4 增材成形件铣削有限元仿真 |
| 3.3.1 铣削仿真模型的建立 |
| 3.3.2 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 TC4 增材成形件的制备与铣削试验 |
| 4.1 TC4 钛合金增材成形件的制备 |
| 4.1.1 试验材料与设备 |
| 4.1.2 选区熔化试验设计 |
| 4.2 TC4 增材成形件的特征分析 |
| 4.2.1 表面形貌分析 |
| 4.2.2 显微硬度分析 |
| 4.3 TC4 增材成形件的铣削试验 |
| 4.3.1 试验材料与设备 |
| 4.3.2 铣削试验方案设计 |
| 4.4 铣削力试验结果分析 |
| 4.4.1 极差分析 |
| 4.4.2 回归分析 |
| 4.4.3 模型拟合度检验 |
| 4.5 表面粗糙度试验结果分析 |
| 4.5.1 极差分析 |
| 4.5.2 回归分析 |
| 4.6 表面纹理和切削形态分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 TC4 增材成形件铣削参数优化 |
| 5.1 参数优化理论 |
| 5.1.1 遗传算法理论概述 |
| 5.1.2 多目标优化 |
| 5.2 铣削参数优化 |
| 5.2.1 优化变量 |
| 5.2.2 目标函数 |
| 5.2.3 约束条件 |
| 5.2.4 多目标优化模型求解 |
| 5.3 优化结果分析与验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于熔池温度监控的激光熔覆层成形研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 熔覆层成形研究现状 |
| 1.2.2 熔覆层成形控制研究现状 |
| 1.2.3 熔池温度监控研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 激光熔覆温度场有限元仿真 |
| 2.1 热分析理论 |
| 2.2 温度场有限元模型的建立 |
| 2.2.1 建立几何模型 |
| 2.2.2 确定单元类型 |
| 2.2.3 几何模型网格划分 |
| 2.2.4 确定材料热物性参数 |
| 2.3 温度场有限元模型的求解 |
| 2.3.1 激光热源的确定 |
| 2.3.2 初始条件和边界条件的确定 |
| 2.3.3 确定表面吸收系数 |
| 2.3.4 加载激光热源 |
| 2.4 温度场有限元仿真结果分析 |
| 2.4.1 激光功率对温度场分布的影响 |
| 2.4.2 激光扫描速度对温度场的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 熔覆层成形控制方案设计 |
| 3.1 激光熔覆实验方案设计 |
| 3.1.1 实验材料的确定 |
| 3.1.2 激光熔覆实验设备 |
| 3.1.3 实验方案设计 |
| 3.2 熔覆层成形评估分析设备 |
| 3.2.1 金相组织分析设备 |
| 3.2.2 显微硬度测试设备 |
| 3.3 熔池温度监控实验台设计 |
| 3.3.1 测温元件选型 |
| 3.3.2 监控实验台硬件设计 |
| 3.3.3 监控实验台软件设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 温度变化对激光熔覆层成形结果的影响 |
| 4.1 熔池温度监测变化结果 |
| 4.2 熔覆层横截面成形尺寸分析 |
| 4.3 热影响区宽度影响规律 |
| 4.4 微观组织分析 |
| 4.5 显微硬度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 激光熔覆层成形控制效果验证 |
| 5.1 熔池温度控制结果变化趋势 |
| 5.2 宏观形貌及截面尺寸控制结果 |
| 5.3 热影响区宽度控制结果分析 |
| 5.4 微观组织控制结果分析 |
| 5.5 显微硬度控制结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）激光熔覆高合金含量高速钢涂层组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高速钢概述 |
| 1.2.1 高速钢的历史 |
| 1.2.2 高速钢的发展现状 |
| 1.3 高速钢的组织性能 |
| 1.3.1 高速钢的组织及转变 |
| 1.3.2 碳元素对高速钢组织及力学性能的影响 |
| 1.3.3 合金元素对高速钢组织及力学性能的影响 |
| 1.4 激光熔覆高速钢涂层研究进展 |
| 1.4.1 激光熔覆技术概述 |
| 1.4.2 激光熔覆高速钢涂层组织性能 |
| 1.5 高熵合金及中熵合金研究 |
| 1.6 研究目的及内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 研究创新点 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验结果表征 |
| 2.2.1 金相组织 |
| 2.2.2 扫描电镜 |
| 2.2.3 X射线衍射 |
| 2.2.4 透射电子显微镜 |
| 2.2.5 纳米压痕 |
| 2.2.6 维氏硬度分析 |
| 2.2.7 高温磨损性能 |
| 第三章 高钨钼含量对激光熔覆高速钢涂层组织性能的影响 |
| 3.1 涂层相结构分析 |
| 3.2 添加高含量强碳化物形成元素的高速钢涂层凝固组织分析 |
| 3.2.1 M2 高速钢涂层凝固组织 |
| 3.2.2 添加高含量强碳化物形成元素的高速钢涂层凝固金相组织 |
| 3.2.3 涂层凝固SEM组织特征 |
| 3.3 添加高含量强碳化物形成元素的高速钢涂层回火组织分析 |
| 3.4 不同回火温度对涂层显微硬度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 碳含量对激光熔覆Fe_(68)(WMoCrVCoNiCuAl)_(32) 中熵高速钢组织性能的影响 |
| 4.1 涂层相结构分析 |
| 4.2 涂层显微组织分析 |
| 4.3 不同回火温度对涂层显微硬度的影响 |
| 4.4 碳含量对多组元高速钢涂层高温磨损性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 低钨含量对激光熔覆中熵高速钢涂层的影响 |
| 5.1 涂层表面质量与相结构分析 |
| 5.2 涂层显微组织分析 |
| 5.3 不同回火温度对涂层显微硬度的影响 |
| 5.4 涂层高温磨损性能分析 |
| 5.5 激光熔覆工艺参数对涂层性能的影响 |
| 5.6 快速凝固与常规熔炼对中熵高速钢碳化物竞争形核的对比研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（6）面向五轴增减材复合成形轮廓精度的运动轨迹控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 金属增减材复合制造国内外研究现状 |
| 1.2.1 金属增减材复合制造原理 |
| 1.2.2 金属增减材复合制造技术现状 |
| 1.3 论文提出的研究构想 |
| 1.3.1 运动轨迹优化控制 |
| 1.3.2 工艺坐标协同 |
| 1.4 论文的研究思路及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 五轴增减材复合机床运动学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 五轴增减材复合机床运动学分析 |
| 2.2.1 双转台五轴机床机械结构 |
| 2.2.2 五轴增减材复合机床的结构及关键参数 |
| 2.2.3 五轴增减材复合运动学求解 |
| 2.3 增减材运动学模型的工艺坐标协同 |
| 2.3.1 工艺坐标系耦合问题 |
| 2.3.2 增减材运动学模型工艺坐标协同策略 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 五轴增材轨迹及刀轴矢量控制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光五轴增材过程分析 |
| 3.3 激光五轴喷嘴运动控制矢量 |
| 3.3.1 粉束流理想假设 |
| 3.3.2 五轴螺旋动态刀轴矢量的提出 |
| 3.3.3 提高熔覆层间轮廓精度机理分析 |
| 3.3.4 五轴螺旋动态刀轴矢量控制原理 |
| 3.4 五轴螺旋动态刀轴矢量变换模型 |
| 3.4.1 矢量变化算法 |
| 3.4.2 旋转角取值 |
| 3.5 激光五轴熔覆轨迹虚拟仿真 |
| 3.5.1 试件工艺分析及NC代码处理 |
| 3.5.2 轨迹虚拟仿真 |
| 3.6 激光熔覆实验及分析 |
| 3.6.1 实验设计 |
| 3.6.2 激光熔覆实验结果及分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 五轴减材非线性误差及刀具误差分析及调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非线性误差产生机理及建模 |
| 4.2.1 非线性误差产生机理 |
| 4.2.2 非线性误差数学模型 |
| 4.2.3 最大非线性误差评估 |
| 4.2.4 非线性误差影响因素 |
| 4.2.5 刀具半径影响实验 |
| 4.3 非线性误差调控 |
| 4.3.1 传统非线性误差补偿策略 |
| 4.3.2 刀轴矢量插补算法的提出 |
| 4.3.3 MATLAB虚拟仿真 |
| 4.3.4非线性误差控制实验 |
| 4.4 刀具3D误差产生机理及调控 |
| 4.4.1 刀具误差补偿原理 |
| 4.4.2 刀具误差补偿模型 |
| 4.4.3 误差补偿轨迹仿真 |
| 4.4.4 刀具误差补偿实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 走刀速度对轮廓精度的影响机理及调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 五轴速度线性插补原理 |
| 5.3 恒表面刀触点速度的控制方法 |
| 5.3.1 最大速度约束 |
| 5.3.2 最大加速度约束 |
| 5.4 减材仿真及实验验证 |
| 5.4.1 实验平台及参数 |
| 5.4.2 试件工艺分析 |
| 5.4.3速度控制实验 |
| 5.4.4 速度实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 五轴增减材复合后置软件处理开发及工艺复合基础实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 五轴增减材复合后置处理软件 |
| 6.2.1 后置处理软件开发 |
| 6.2.2 后置处理软件验证 |
| 6.3 增减材复合工艺基础实验 |
| 6.3.1 增减材坐标误差测定方法 |
| 6.3.2 临界协同指标 |
| 6.3.4 工艺复合基础实验 |
| 6.4 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间发表或录用的论文 |
| 附录 B 攻读博士学位期间承担或参与的科研项目 |
| 附录 C 攻读博士学位期间专利及软件着作权 |
（7）基于W6Mo5Cr4V2高速钢刀具的激光熔覆改性技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景 |
| 1.2.1 W_6Mo_5Cr_4V_2 高速钢刀具的发展现状 |
| 1.2.2 刀具强化工艺研究 |
| 1.2.3 激光熔覆技术的发展与优势 |
| 1.3 激光熔覆刀具的研究和发展现状 |
| 1.3.1 国外的研究和现状 |
| 1.3.2 国内的研究和现状 |
| 1.4 课题内容及研究意义 |
| 1.4.1 课题来源和研究内容 |
| 1.4.2 课题研究意义及社会经济价值 |
| 2 实验材料、设备及前期实验分析 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 W_6Mo_5Cr_4V_2 高速钢刀具材料选则及成分分析 |
| 2.1.2 熔覆粉末材料选用 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 激光熔覆设备 |
| 2.2.2 检测设备 |
| 2.2.3 加工设备 |
| 2.3 前期实验分析 |
| 2.3.1 实验方法 |
| 2.3.2 实验结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 W_6Mo_5Cr_4V_2 高速钢刀具单道激光熔覆WC/Co粉末研究 |
| 3.1 工艺参数对熔覆层形貌及性能的影响 |
| 3.1.1 正交实验设计 |
| 3.1.2 实验结果与分析 |
| 3.2 平均显微硬度的正交多项式回归拟合 |
| 3.2.1 正交多项式回归方法 |
| 3.2.2 平均显微硬度的回归拟合 |
| 3.3 显微硬度预测与控制 |
| 3.3.1 显微硬度的预测 |
| 3.3.2 显微硬度的控制 |
| 3.4 熔覆层截面形貌分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 扫描速度对熔覆层形貌及性能的影响 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.2 不同扫描速度熔覆层形貌分析 |
| 4.3 不同扫描速度基材翘曲变形分析 |
| 4.4 不同扫描速度熔覆层裂纹及组织分析 |
| 4.4.1 不同扫描速度熔覆层边界裂纹分析 |
| 4.4.2 不同扫描速度熔覆层内部组织分析 |
| 4.4.3 不同扫描速度熔覆层物相分析 |
| 4.5 不同扫描速度熔覆层硬度变化 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 最优参数下熔覆层组织与性能研究 |
| 5.1 最优参数下熔覆层组织分析 |
| 5.2 熔覆层红硬性分析 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 不同温度红硬性分析 |
| 5.3 红硬性强化机理与组织分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 W_6Mo_5Cr_4V_2 高速钢车刀实际熔覆与加工验证 |
| 6.1 实际熔覆及切削验证规划 |
| 6.2 不同刃口熔覆工艺对质量的影响 |
| 6.2.1 实验方法 |
| 6.2.2 实验结果分析 |
| 6.3 高速钢车刀实际熔覆 |
| 6.3.1 不同车刀主切削刃倾角问题 |
| 6.3.2 刀具变角度熔覆夹具设计 |
| 6.3.3 高速钢车刀变角度熔覆及刃磨 |
| 6.4 高速钢车刀熔覆后加工验证 |
| 6.4.1 不同加工材料切削测试 |
| 6.4.2 不同切削速度测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论和展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）激光表面处理对马氏体耐热钢组织与性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光熔覆技术 |
| 1.3 激光淬火技术 |
| 1.4 激光技术国内外研究及发展现状 |
| 1.5 课题研究意义与内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 母材 |
| 2.1.2 熔覆材料 |
| 2.2 实验设备及方法 |
| 2.2.1 激光熔覆实验及设备 |
| 2.2.2 激光熔覆微观组织研究方法及设备 |
| 2.2.3 激光熔覆性能测试方法及设备 |
| 第三章 基体材料的观察及组织优化 |
| 3.1 基体材料的夹杂物和铸态组织观察 |
| 3.2 均质化退火对基材的影响 |
| 3.3 正火+回火对基材的影响 |
| 3.4 基材成分优化及热处理 |
| 3.4.1 钢中夹杂物的观察及分析 |
| 3.4.2 改良钢铸态组织观察 |
| 3.4.3 基材全流程处理 |
| 第四章 激光熔覆对9Cr铸钢组织与性能的影响 |
| 4.1 激光熔覆对马氏体耐热钢的影响 |
| 4.2 不同扫描速度对激光熔覆铁基试样硬度的影响 |
| 4.3 激光熔覆后去应力退火处理 |
| 4.4 马氏体耐热钢激光熔覆后的电化学行为 |
| 4.5 马氏体耐热钢激光熔覆后的腐蚀行为 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 激光淬火试样的组织及性能分析 |
| 5.1 激光淬火试样的显微组织 |
| 5.2 扫描速度对相变硬化区深度的影响 |
| 5.3 不同扫描速度对相变硬化区硬度的影响 |
| 5.4 激光淬火试样的去应力退火 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）颗粒增强金属基熔覆涂层的高速铣削加工及耐磨性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光熔覆颗粒增强金属基复合涂层研究现状 |
| 1.3 淬硬模具钢材料的高速铣削技术研究现状 |
| 1.3.1 铣削力和铣削温度 |
| 1.3.2 铣削表面完整性 |
| 1.3.3 铣削残余应力 |
| 1.3.4 高速铣削的刀具磨损和刀具寿命研究 |
| 1.4 颗粒增强材料的高速切削加工研究现状 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 激光熔覆颗粒增强金属基复合涂层及耐磨性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 不同类型激光对复合涂层性能的影响 |
| 2.2.1 试验条件及方法 |
| 2.2.2 微观组织 |
| 2.2.3 显微硬度 |
| 2.2.4 耐磨性 |
| 2.2.5 不同类型激光对激光熔覆涂层性能影响的讨论 |
| 2.3 不同增强颗粒和金属基合金组分对复合涂层性能的影响 |
| 2.3.1 试验材料与方法 |
| 2.3.2 不同颗粒增强相对激光熔覆金属基复合涂层的耐磨性影响 |
| 2.3.3 不同合金基粉末对激光熔覆复合涂层耐磨性的影响 |
| 2.3.4 颗粒增强金属基复合涂层的耐腐蚀性讨论 |
| 2.4 颗粒增强金属基复合涂层耐磨性的分析与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 激光熔覆复合涂层的高速铣削表面形貌 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验条件与方法 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验设备及方法 |
| 3.2.3 铣削后涂层性能表征 |
| 3.2.4 复合涂层的高速铣削工艺参数范围的选择 |
| 3.3 高速铣削表面形貌 |
| 3.3.1 已加工表面的形貌 |
| 3.3.2 增强颗粒的去除方式 |
| 3.4 切屑形成分析 |
| 3.4.1 切屑形态 |
| 3.4.2 锯齿状切屑形成机制探讨 |
| 3.5 高速铣削复合涂层的表面粗糙度 |
| 3.5.1 高速铣削复合涂层的表面粗糙度评价 |
| 3.5.2 铣削工艺参数对铣削表面粗糙度的影响 |
| 3.5.3 增强颗粒含量、尺寸对铣削表面粗糙度的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高速铣削对激光熔覆复合涂层硬度的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 颗粒增强金属基复合涂层硬度的理论分析模型 |
| 4.2.1 颗粒增强金属基复合涂层的等效 |
| 4.2.2 维氏硬度测试理论模型 |
| 4.2.3 激光熔覆对复合涂层硬度计算模型的影响 |
| 4.2.4 高速铣削加工对复合涂层硬度理论模型的影响 |
| 4.2.5 复合涂层高速铣削加工硬化的评价方法 |
| 4.3 铣削工艺参数对复合涂层硬度的影响 |
| 4.3.1 铣削速度对复合涂层表面加工硬化的影响 |
| 4.3.2 铣削速度对复合涂层横截面硬度分布的影响 |
| 4.3.3 进给量对复合涂层表面加工硬化的影响 |
| 4.3.4 进给量对复合涂层横截面硬度分布的影响 |
| 4.3.5 切削深度对复合涂层表面加工硬化的影响 |
| 4.3.6 切削深度对复合涂层横截面硬度分布的影响 |
| 4.4 不同增强颗粒条件下铣削表面硬度分析 |
| 4.4.1 不同增强颗粒含量时涂层表面的加工硬化程度 |
| 4.4.2 不同增强颗粒含量时涂层横截面硬度分布 |
| 4.4.3 不同增强颗粒尺寸时涂层表面的加工硬化程度 |
| 4.4.4 不同增强颗粒尺寸时涂层横截面硬度分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 高速铣削对复合涂层表面耐磨性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铣削工艺参数对复合涂层耐磨性的影响 |
| 5.2.1 铣削速度的影响 |
| 5.2.2 进给量的影响 |
| 5.2.3 铣削深度的影响 |
| 5.3 不同增强颗粒条件下复合涂层的耐磨性 |
| 5.3.1 增强颗粒含量的影响 |
| 5.3.2 增强颗粒尺寸的影响 |
| 5.4 复合涂层高速铣削加工表面耐磨性的正交实验优化 |
| 5.4.1 正交实验方案 |
| 5.4.2 正交实验结果及分析 |
| 5.5 颗粒增强复合涂层铣削表面的磨损模型 |
| 5.6 高速铣削后涂层厚度对耐磨性的影响 |
| 5.6.1 颗粒增强金属基复合涂层的接触应力分析 |
| 5.6.2 复合涂层厚度对复合涂层摩擦磨损中接触应力的影响分析 |
| 5.7 涂层最小初始厚度的设计原则 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）过渡层对激光熔覆Fe基非晶涂层微观结构及性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光熔覆技术 |
| 1.2.1 激光熔覆特点 |
| 1.2.2 激光熔覆的添料方法 |
| 1.2.3 激光熔覆材料与工艺参数 |
| 1.2.4 激光熔覆技术的国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.5 激光熔覆的应用 |
| 1.3 非晶态合金材料 |
| 1.3.1 非晶合金的定义与结构特征 |
| 1.3.2 非晶合金的发展历史 |
| 1.3.3 非晶合金的性能及应用 |
| 1.4 激光熔覆制备Fe基非晶涂层 |
| 1.5 Ni-P过渡层 |
| 1.5.1Ni-P过渡层的作用 |
| 1.6 三种磨损机理 |
| 1.6.1 粘着磨损 |
| 1.6.2 磨料磨损 |
| 1.6.3 表面疲劳磨损 |
| 1.7 本文的研究意义及主要内容 |
| 1.7.1 本文的研究意义 |
| 1.7.2 主要研究内容 |
| 第二章 试验材料及试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 合金粉末 |
| 2.2 试验原理及设备 |
| 2.2.1 试验原理 |
| 2.2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 实验方法及路线 |
| 2.3.2 激光熔覆过程 |
| 2.3.3 组织分析及性能测试 |
| 第三章 过渡层对激光熔覆Fe基非晶涂层的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果分析 |
| 3.3.1 过渡层相结构分析 |
| 3.3.2 涂层相结构分析 |
| 3.3.3 涂层线扫描结果 |
| 3.3.4 涂层磨痕宽度分析 |
| 3.3.5 涂层磨损体积分析 |
| 3.3.6 涂层摩擦系数分析 |
| 3.3.7 涂层硬度分析 |
| 3.4 本章结论 |
| 第四章 热处理过渡层对激光熔覆Fe基非晶涂层的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 过渡层相结构分析 |
| 4.3.2 涂层相结构分析 |
| 4.3.3 涂层线扫描结果 |
| 4.3.4 涂层磨痕宽度分析 |
| 4.3.5 涂层磨损体积分析 |
| 4.3.6 涂层摩擦系数分析 |
| 4.3.7 涂层硬度分析 |
| 4.4 磨损机理分析 |
| 4.4.1 基体材料磨损机理分析 |
| 4.4.2 非晶熔覆层磨损机理分析 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
四、激光熔覆立铣刀的熔覆层微观结构和性能（论文参考文献）
- [1]Ni60激光熔覆层制备及切削加工实验研究[D]. 李磊. 天津职业技术师范大学, 2021(09)
- [2]微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的研究[D]. 李学木. 山东大学, 2021
- [3]TC4钛合金增材成形件的铣削加工试验研究[D]. 安熠蔚. 陕西理工大学, 2021(08)
- [4]基于熔池温度监控的激光熔覆层成形研究[D]. 张亚普. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]激光熔覆高合金含量高速钢涂层组织与性能研究[D]. 唐昊. 安徽工业大学, 2019(02)
- [6]面向五轴增减材复合成形轮廓精度的运动轨迹控制研究[D]. 唐清春. 湖南大学, 2019(07)
- [7]基于W6Mo5Cr4V2高速钢刀具的激光熔覆改性技术研究[D]. 陈翔. 辽宁工业大学, 2019
- [8]激光表面处理对马氏体耐热钢组织与性能的影响[D]. 任楷. 天津理工大学, 2019(08)
- [9]颗粒增强金属基熔覆涂层的高速铣削加工及耐磨性研究[D]. 戴晟. 南京航空航天大学, 2017
- [10]过渡层对激光熔覆Fe基非晶涂层微观结构及性能的影响[D]. 马宇亮. 北京理工大学, 2016(06)