📄Работа №207650
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ БРОНЗОВЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ НА СТАЛЬ ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКОЙ
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Материаловедение
Объем:
46 листов
Год:
2020
Просмотров:
45
4300
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 6
1.1. СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ 6
1.1.1 Способы получения слоистых композиционных материалов 8
1.1.2 Газопламенное напыление 10
1.1.3 Плазменное напыление 12
1.1.4 Детонационное напыление 15
1.1.5 Электродуговая металлизация 17
1.1.6 Вибродуговая наплавка 18
1.1.7 Лазерная наплавка 20
1.2 МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ 29
1.2.1 Технологический процесс лазерной наплавки 29
1.2.1 Подготовка поверхности напыляемых изделий 29
1.2.2 Материалы, используемые для наплавки 31
1.2.3 Порошковые материалы 33
1.2.4 Материалы, используемые для подложки 34
1.2.5 Постановка задачи 35
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 36
2.1 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
2.2 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 39
2.2.1 Внешний вид наплавленного покрытия 39
2.2.2 Растровая электронная микроскопия 40
2.2.3 Микрорентгеноспектральный анализа 44
2.2.4 Металлографическое исследование 47
2.2.5 Анализ микротвердости наплавленного покрытия 49
2.2.6 Анализ результатов триботехнических испытаний 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 6
1.1. СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ 6
1.1.1 Способы получения слоистых композиционных материалов 8
1.1.2 Газопламенное напыление 10
1.1.3 Плазменное напыление 12
1.1.4 Детонационное напыление 15
1.1.5 Электродуговая металлизация 17
1.1.6 Вибродуговая наплавка 18
1.1.7 Лазерная наплавка 20
1.2 МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ 29
1.2.1 Технологический процесс лазерной наплавки 29
1.2.1 Подготовка поверхности напыляемых изделий 29
1.2.2 Материалы, используемые для наплавки 31
1.2.3 Порошковые материалы 33
1.2.4 Материалы, используемые для подложки 34
1.2.5 Постановка задачи 35
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 36
2.1 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
2.2 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 39
2.2.1 Внешний вид наплавленного покрытия 39
2.2.2 Растровая электронная микроскопия 40
2.2.3 Микрорентгеноспектральный анализа 44
2.2.4 Металлографическое исследование 47
2.2.5 Анализ микротвердости наплавленного покрытия 49
2.2.6 Анализ результатов триботехнических испытаний 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
📖 Аннотация
В данной работе проведено комплексное исследование структурных, механических и трибологических характеристик бронзовых покрытий, нанесенных на стальную подложку методом лазерной наплавки. Актуальность исследования обусловлена широким применением медных сплавов в узлах трения машиностроения и необходимостью поиска оптимальных аддитивных технологий для создания износостойких покрытий с воспроизводимыми свойствами, поскольку существующие данные в этой области, как отмечают авторы, немногочисленны. Основные результаты показали, что структура полученного покрытия соответствует композиционному материалу, а увеличение мощности лазера приводит к формированию более однородного, плотного, но и более грубого слоя. Ключевыми выводами являются формирование диффузионной зоны (5–30 мкм) на границе раздела, обеспечивающей адгезию, и значительное повышение микротвердости покрытия в 1,5–2,5 раза по сравнению с исходными материалами. Научная значимость работы заключается в установлении корреляции между технологическими параметрами лазерной наплавки, микроструктурой и свойствами бронзового покрытия. Практическая ценность состоит в определении потенциальной области применения полученных материалов не в качестве антифрикционных, а, например, для покрытий тормозных колодок, что требует дальнейших исследований. Краткий обзор литературы, включающий работы Prasad B.K. по износу бронз, Gao F. по трибологическим композитным покрытиям и данные исследований [9,10], посвященных сравнению аддитивных и плазменных технологий, подтверждает перспективность выбранного направления.
📖 Введение
Детали из медных сплавов в парах трения, а также покрытия на основе меди, нанесенные на стальные части узлов трения, нашли широкое применение в автомобиле- и машиностроении, благодаря своим трибологическим свойствам [1-6].
На настоящий момент наряду с электродуговым [7] и плазменным напылением [8], методика нанесения бронзовых покрытий с использованием аддитивных технологий считается одной из наиболее перспективных. Однако в литературе исследования по аддитивным технологиям нанесения и характеристиках получаемого покрытия весьма немногочисленны.
Согласно исследованию механических характеристик в работе [9] указывается на рост микротвердости в покрытии, полученном с использованием аддитивных технологий: показатель HVбронзового покрытия превышает HVстали в полтора- два раза.
В работе [10] было проведено сравнение характеристик покрытий из алюминиевой бронзы, нанесенных, в первом случае, плазменным напылением, а во втором - лазерной наплавкой, на сталь. При этом потери на истирание и коэффициент трения в зависимости от нагрузки у плазменного покрытия имеют внезапные изменения, поэтому стабильность такого покрытия хуже, чем лазерного.
Таким образом, для определения оптимальных технологических параметров получения покрытий с необходимыми свойствами нужно провести более детальное исследование характеристик покрытия в зависимости от мощности используемого лазера.
Целью данной работы является комплексное исследование структурных, прочностных и трибологических характеристик покрытий из алюминиевой бронзы, нанесенных с использованием аддитивных технологий на конструкционную сталь, и дальнейшее установление зависимости свойств покрытия от мощности используемого лазера.
На настоящий момент наряду с электродуговым [7] и плазменным напылением [8], методика нанесения бронзовых покрытий с использованием аддитивных технологий считается одной из наиболее перспективных. Однако в литературе исследования по аддитивным технологиям нанесения и характеристиках получаемого покрытия весьма немногочисленны.
Согласно исследованию механических характеристик в работе [9] указывается на рост микротвердости в покрытии, полученном с использованием аддитивных технологий: показатель HVбронзового покрытия превышает HVстали в полтора- два раза.
В работе [10] было проведено сравнение характеристик покрытий из алюминиевой бронзы, нанесенных, в первом случае, плазменным напылением, а во втором - лазерной наплавкой, на сталь. При этом потери на истирание и коэффициент трения в зависимости от нагрузки у плазменного покрытия имеют внезапные изменения, поэтому стабильность такого покрытия хуже, чем лазерного.
Таким образом, для определения оптимальных технологических параметров получения покрытий с необходимыми свойствами нужно провести более детальное исследование характеристик покрытия в зависимости от мощности используемого лазера.
Целью данной работы является комплексное исследование структурных, прочностных и трибологических характеристик покрытий из алюминиевой бронзы, нанесенных с использованием аддитивных технологий на конструкционную сталь, и дальнейшее установление зависимости свойств покрытия от мощности используемого лазера.
✅ Заключение
Изучены технологические процессы нанесения покрытий конструкционных материалов, а также современные разработки в области применения аддитивных технологий для получения износостойких покрытий из алюминиевой бронзы.
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1) Структура покрытия из алюминиевой бронзы, нанесенной на сталь с использованием аддитивных технологий, соответствует структуре композиционного материала;
2) Увеличение мощности лазера делает профиль покрытия более однородным по толщине, плотным и гладким, а структуру более равномерной, но, в то же время, и более грубой;
3) Термическое воздействие при нанесении покрытия способствует диффузии алюминия и меди из бронзы в сталь с образованием диффузионной зоны шириной 5-30 мкм, что должно способствовать сцеплению материала покрытия с материалом подложки;
4) При нанесении покрытия наблюдаемый перегрев влияет на материал под-ложки (стали) с образованием участков Видманштеттовой структуры, протяженность которых по толщине металла зависит от мощности лазера;
5) Микротвердость нанесенного покрытия в 1,5-2,5 раза выше, чем микротвердость алюминиевой бронзы или используемой марки стали в чистом виде;
6) Абсолютные значения твердости по толщине покрытия согласуются с его структурой, то есть наблюдаются колебания;
7) По результатам триботехнических испытаний данное покрытие не может рассматриваться как антифрикционное, а скорее, как перспективный материал для покрытия, например, тормозных колодок.
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1) Структура покрытия из алюминиевой бронзы, нанесенной на сталь с использованием аддитивных технологий, соответствует структуре композиционного материала;
2) Увеличение мощности лазера делает профиль покрытия более однородным по толщине, плотным и гладким, а структуру более равномерной, но, в то же время, и более грубой;
3) Термическое воздействие при нанесении покрытия способствует диффузии алюминия и меди из бронзы в сталь с образованием диффузионной зоны шириной 5-30 мкм, что должно способствовать сцеплению материала покрытия с материалом подложки;
4) При нанесении покрытия наблюдаемый перегрев влияет на материал под-ложки (стали) с образованием участков Видманштеттовой структуры, протяженность которых по толщине металла зависит от мощности лазера;
5) Микротвердость нанесенного покрытия в 1,5-2,5 раза выше, чем микротвердость алюминиевой бронзы или используемой марки стали в чистом виде;
6) Абсолютные значения твердости по толщине покрытия согласуются с его структурой, то есть наблюдаются колебания;
7) По результатам триботехнических испытаний данное покрытие не может рассматриваться как антифрикционное, а скорее, как перспективный материал для покрытия, например, тормозных колодок.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.