核閥密封面鈷基合金激光熔覆層截形與顯微硬度的調(diào)控研究.pdf

1、高參數(shù)核閥工作在高溫、高壓以及腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)環(huán)境中，服役條件惡劣，維修、置換困難，故對其制造材料及工藝質(zhì)量有非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求。核閥密封面屬關(guān)鍵部位，其質(zhì)量影響到核閥的密封性、可靠性及服役壽命。采用表面工程技術(shù)制造高性能、長壽命的閥門密封面，是核電裝備制造企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
　　核閥密封面實(shí)施鎳基或鈷基合金粉末激光熔覆的方法，是目前研制高參數(shù)核閥的主要方法之一，采用該方法所獲熔覆層具有組織致密，覆層熱畸變小、厚度、成分和稀釋率可

2、控性好等傳統(tǒng)堆焊方法所不具備的的相對優(yōu)勢，且覆層具有高的耐磨性、耐腐蝕、抗氧化、熱氣蝕和沖蝕性能。本文在基本解決了激光熔覆層變形、開裂、氣孔等缺陷，以及工藝參數(shù)可保證穩(wěn)定地得到較為平整的熔覆道的基礎(chǔ)上，基于激光熔覆層截形常呈半月形、環(huán)形密封面熔覆層會出現(xiàn)一定程度的失圓、熔覆層由表及里存在硬度梯度的事實(shí)，綜合考慮密封面熔覆層經(jīng)機(jī)加工后必須最終得到足夠?qū)挼拿芊饷娉叽?、匹配理想的表面硬度值等因素，以核閥密封面鈷基合金激光熔覆層為研究對象，開展

3、熔覆層截形與顯微硬度的調(diào)控研究。
　　本文首先提出了制訂核閥密封面激光熔覆帶寬度工藝尺寸的理念；其次采用預(yù)涂覆法通過核閥密封面鈷基合金激光熔覆實(shí)驗(yàn)得到了等厚度的鈷基合金激光熔覆層；再利用大型工具顯微鏡，維氏顯微硬度計(jì)對熔覆層的檢測數(shù)據(jù)，分別建立了相關(guān)度很高的熔覆層截形曲率半徑數(shù)學(xué)模型、熔覆層顯微硬度曲線數(shù)學(xué)模型；最后，以最少鈷基合金粉末用量為目標(biāo)函數(shù)，以激光功率P、掃描速度v為設(shè)計(jì)變量，以核閥密封帶寬度工藝尺寸l、激光功率P、掃描

4、速度v、熔覆層厚度h0、熔覆層截形曲率半徑ra、熔覆層面積s、熔覆層維氏硬度H之間的關(guān)系為約束條件，建立了熔覆層截形與顯微硬度關(guān)系調(diào)控的數(shù)學(xué)模型，并基于MATLAB開發(fā)了熔覆層截形與顯微硬度關(guān)系調(diào)控的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序的特點(diǎn)表現(xiàn)在：通過改變輸入?yún)?shù)即密封帶最終寬度l0的值，可得到指導(dǎo)生產(chǎn)的設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝參數(shù)；密封面熔覆層表面的最終硬度值可根據(jù)閥體與閥蓋應(yīng)存在的合理硬度差及激光熔覆的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)來調(diào)整確定。
　　本文的研究意義在