留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

薄壁锡青铜焊接零件的微区激光熔覆修复

高鹏 吴松

高鹏, 吴松. 薄壁锡青铜焊接零件的微区激光熔覆修复[J]. 材料开发与应用, 2024, 39(1): 47-55.
引用本文: 高鹏, 吴松. 薄壁锡青铜焊接零件的微区激光熔覆修复[J]. 材料开发与应用, 2024, 39(1): 47-55.
GAO Peng, WU Song. Micro-Laser Cladding Repairing of Thin-Walled Bronze Welded Part[J]. Development and Application of Materials, 2024, 39(1): 47-55.
Citation: GAO Peng, WU Song. Micro-Laser Cladding Repairing of Thin-Walled Bronze Welded Part[J]. Development and Application of Materials, 2024, 39(1): 47-55.

薄壁锡青铜焊接零件的微区激光熔覆修复

详细信息
    作者简介:

    高鹏,男,1985年生,高级工程师,主要从事扩散焊接、铜合金增材制造领域的研究。E-mail:gaopeng_xp@163.com

    通讯作者:

    吴松,男,1983年生,高级工程师,主要从事航空发动机附件加工领域的研究。E-mail:wusongw@126.com

  • 中图分类号: TG665

Micro-Laser Cladding Repairing of Thin-Walled Bronze Welded Part

  • 摘要: 在航空发动机用轴向燃油柱塞泵的工作过程中,燃油介质中的气泡随压力变化破裂,导致转子组件底面处的铜合金极易受到气蚀损伤。激光熔覆具有输入能量可控、熔覆层组织致密,且可与基体实现冶金结合等优点。为解决转子组件报废率过高的问题,本研究采用激光熔覆手段,将等离子旋转电极雾化制粉工艺制备的粉体熔覆至转子组件底面的铸造锡青铜损伤部位,进行了铸造锡青铜微区熔覆修复的可行性探索,并分析熔覆层的微观组织和局部的力学性能。结果表明,熔覆层铜合金成分基本无烧损,显微组织为细小的δ相(Cu31Sn8)填充α-Cu枝晶组织,且未见热裂裂纹。熔覆层抗拉强度为313~339 MPa,伸长率为23.5%~24.0%,硬度为118HV0.2~119HV0.2,摩擦因数<0.003,自然腐蚀电位为-0.205~-0.230 V,其与基体的结合强度(剪切)为285.8~328.5 MPa,各项性能均优于基体的。对力学试样断口的观察结果表明,其主要断裂形式为延性断裂,及伴随未熔粉末导致的微孔聚集断裂。分析可知,脉冲激光所带来的大温度梯度是形成细小枝晶微观组织的主要原因,而细小的组织结构则是熔覆层呈现良好性能的主要原因。

     

  • [1] 李玉龙, 何永勇, 雒建斌. 航空柱塞泵关键摩擦副表面改性与性能增强[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(12): 1405-1422.
    [2] 齐国宁, 田婷, 何增强, 等. 高压柱塞泵气蚀现象及其控制[J]. 机床与液压, 2021, 49(9): 187-191.
    [3] 王海燕. 轴向柱塞泵气蚀机理及仿真研究[D]. 太原: 中北大学, 2014.
    [4] 张杰, 张政, 闫华, 等. 铜和铜合金表面激光熔覆最新研究及进展[J]. 材料导报, 2014, 28(21): 68-72.
    [5] 杨杰, 贺春林, 孙宇海漩, 等. 铜合金表面激光熔覆技术的研究现状[J]. 材料保护, 2022, 55(11): 133-141.
    [6] 杨波. 铜合金表面激光熔覆工艺及耐磨性的研究[D]. 兰州: 兰州理工大学, 2008.
    [7] 刘芳, 刘常升, 陈岁元, 等. 铜合金表面激光原位自生W2C增强镍基涂层[J]. 材料研究学报, 2007,21(5): 496-500.
    [8] 赵健, 刘光, 马冰, 等. 铜表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/NiCrBSi梯度涂层[J]. 兵器材料科学与工程, 2018, 41(2): 53-57.
    [9] 蔡彧斐, 郑荣部, 江洋, 等. 铜合金表面激光熔覆Ni/WC增强Co基涂层组织研究[J]. 热加工工艺, 2015, 44(20): 135-137.
    [10] 闫华, 张培磊, 于治水. 铜合金表面激光熔覆Ni基涂层的组织及界面结构[J]. 特种铸造及有色合金, 2013, 33(12): 1093-1097.
    [11] 董江, 刘芳, 陈岁元, 等. 铜合金表面添加SiC晶须的Ni-Cu激光熔覆层[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2009, 30(1): 79-82.
    [12] 李艳苗, 肖来荣, 翟鹏远, 等. 铜表面激光熔覆制备Ni-Cu-Mo覆层的显微组织及其摩擦磨损性能[J]. 中国有色金属学报, 2023, 33(5): 1502-1513.
    [13] 葛志军, 邓琦林, 宋建丽, 等. 激光熔覆修复铜合金零件的工艺研究[J]. 电加工与模具, 2007(1): 39-40.
    [14] 张永忠, 金具涛, 涂义, 等. 纯铜表面激光熔覆铜合金涂层的组织及耐磨性[J]. 金属热处理, 2009, 34(4): 28-32.
    [15] 程慧敏, 李先芬, 沈虎, 等. 激光熔覆工艺参数对铅青铜熔覆层微观组织及性能影响[J]. 焊管, 2023, 46(5): 29-35.
    [16] 李日榜. CuSn10Pb10合金表面激光熔覆Cu15Ni8Sn合金涂层组织及性能研究[D]. 太原: 中北大学, 2023.
    [17] 马宽, 唐洪奎, 卓君, 等. 粉末球形度对高速激光熔覆层质量的影响[J]. 铸造, 2022, 71(5): 586-591.
    [18] 傅卫, 邓琦林. 激光熔覆修复青铜零件的实验研究和工程应用[J]. 电加工与模具, 2017(2): 55-57.
    [19] 闫灿斌, 何利杰, 杨俊. 基于激光增材技术的船舶主轴铜套修复应用研究[J]. 焊接技术, 2018, 47(8): 79-85.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  41
  • HTML全文浏览量:  8
  • PDF下载量:  7
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-02

目录

    /

    返回文章
    返回