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采用Nd:YAG激光器对自动流量平衡阀阀芯端帽工作面进行激光合金化处理，以提高其表面硬度和耐磨性能，并通过对阀芯端帽工作面激光合金化进行深入的工艺试验及理论分析，进一步优化合金化质量。具体研究内容如下：（1）从合金化材料选择、合金化材料添加方式的制定、基体材料表面的预处理及扫描路径规划四个方面，对阀芯端帽工作面激光合金化工艺进行制定。（2）根据自动流量平衡阀阀芯端帽外形尺寸和结构特征，设计阀芯端帽的专用夹具及粉末涂覆装置，在合金化过程中通过两者的相互配合实现阀芯端帽的定位、夹紧及合金化粉末的涂覆。（3）选择表面硬度及合金层厚度作为考核指标，通过单因素实验得出脉冲工作电流、扫描速度、光斑直径、脉冲宽度及频率对合金层质量的影响规律。然后选择其中对合金层影响较为明显的脉冲工作电流、扫描速度和光斑直径进行正交试验，得出最佳工艺参数组合：脉冲工作电流I=75A，扫描速度v=80mm/min，光斑直径d=1.5mm，脉冲宽度ti=0.5ms，脉冲频率f=60Hz。（4）采用正交试验得出的最佳工艺参数组合对阀芯端帽工作面进行激光合金化处理，通过X射线衍射仪、显微硬度计、扫描电子显微镜及能量色散谱仪对合金层的物相组成、显微组织及磨损形貌进行了检测和分析，并对阀芯端帽进行室温油润滑条件下的耐磨性实验。结果表明：阀芯端帽工作面激光合金化处理后，合金层的物相主要由马氏体、残余奥氏体、Cr23C6和TiC组成；激光表面合金层组织致密，无微裂纹或气孔等缺陷，与基体成良好的冶金结合，表面硬度可达362.6HV，约为基体的1.7倍；阀芯端帽工作面激光合金化处理后，合金层的磨损量较合金化处理前明显降低，磨损表面较为光滑，未出现明显的犁沟和剥落现象，载荷为15N时，阀芯端帽工作面激光合金化处理前的磨损量约为合金化处理后的5.2倍，说明激光表面合金化处理可以有效提高阀芯端帽工作面的耐磨性能。