船用大功率柴油機(jī)缸套激光表面淬火工藝研究
本文關(guān)鍵詞:船用大功率柴油機(jī)缸套激光表面淬火工藝研究
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【摘要】:缸套作為船用大功率柴油機(jī)關(guān)鍵零件之一,對(duì)柴油機(jī)工作性能和使用壽命有著舉足輕重的影響。磨損作為缸套主要的失效方式之一,是制約缸套質(zhì)量的一大難題。缸套磨損后,環(huán)-套配合間隙變大,氣密性下降,致使柴油機(jī)輸出動(dòng)力下降,油耗增加,噪聲振動(dòng)加大,工作效率降低。所以提高缸套耐磨性,對(duì)延長缸套壽命,提高柴油機(jī)質(zhì)量極為必要。本文以SEMT PA6V280船用柴油機(jī)缸套為研究對(duì)象,采用激光表面淬火工藝進(jìn)行缸套材料表面強(qiáng)化,改善其摩擦磨損性能,在理論和試驗(yàn)兩方面取得了以下成果:理論方面,完成了對(duì)已知成分的缸套鑄鐵樣本的熱物性參數(shù)計(jì)算,并在已有熱場計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,完成了缸套試樣激光表面淬火熱場分布的計(jì)算和淬火參數(shù)范圍的初步標(biāo)定;解決了有限元熱場分析軟件中有關(guān)缸套材料數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建和矩形均勻能量分布的熱源函數(shù)二次開發(fā)問題;對(duì)不同參數(shù)梯度下激光表面淬火溫度場進(jìn)行了有限元仿真,通過結(jié)果對(duì)比,最終確定了激光淬火試驗(yàn)的參數(shù)取值范圍。實(shí)驗(yàn)方面,設(shè)計(jì)了激光表面淬火試驗(yàn)、激光淬火硬化層硬度檢測試驗(yàn)、硬化層金相組織檢測試驗(yàn)、不同硬化面積比例試樣間及其與基體試樣的摩擦磨損對(duì)比試驗(yàn);在輸入功率1500w,掃描速度40mm/s的參數(shù)下,獲得了硬化寬度約4.1mm,硬化層深度約0.43mm的淬火硬化帶;硬化區(qū)域主要由磷共晶和細(xì)針狀馬氏體構(gòu)成,硬度較基體提高約2倍;硬化面積分別為21.5%、31.7%、42.3%和52.8%的激光淬火試樣摩擦磨損量相較基體分別降低了52.89%、61.16%、71.07%和72.73%,確定了最佳硬化面積比例為40%左右;間隔的激光淬火硬化帶形成了硬質(zhì)耐磨“骨架”,大幅提升了試樣整體的耐磨性能。
【學(xué)位授予單位】:江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U664.121;TG156.3
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,本文編號(hào):1164541
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