隨著玻璃制品的廣泛應(yīng)用,市場對玻璃制品的質(zhì)量要求也越來越高。而玻璃模具是玻璃制品成形過程中必不可少的設(shè)備,玻璃模具質(zhì)量直接決定了玻璃制品的生產(chǎn)質(zhì)量與產(chǎn)量。玻璃模具在長期生產(chǎn)玻璃制品過程中,模具表面會(huì)出現(xiàn)磨損、斷裂等缺陷,而通過模具表面改性技術(shù)可以提高玻璃模具的使用壽命。傳統(tǒng)的模具表面改性技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)需求,而激光熔覆技術(shù)作為先進(jìn)的表面改性技術(shù),以其節(jié)材、環(huán)保、高效及優(yōu)質(zhì)等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。因此本文將激光熔覆技術(shù)與玻璃模具表面改性需求相結(jié)合,完成對玻璃模具表面強(qiáng)化的工藝實(shí)驗(yàn)研究。本文的研究對象是球墨鑄鐵為材料的小型瓶模,利用激光熔覆技術(shù)在其材料表面上進(jìn)行了鎳基合金涂層強(qiáng)化的工藝實(shí)驗(yàn)研究,主要內(nèi)容包括:①研究了激光熔覆過程中的熔池成形物理模型,包括激光與材料的相互作用、熔覆層形成過程和熔池內(nèi)部對流;基于傳熱學(xué)的理論,分析了激光熔覆過程中材料對激光能量的吸收規(guī)律,為溫度場數(shù)值模擬研究提供了理論基礎(chǔ)。②采用ANSYS軟件模擬了激光熔覆過程,考慮激光熱源模型、邊界條件、相變潛熱,并利用“生死單元技術(shù)”模擬了熔覆層單元的生長過程。結(jié)果分析表明激光熔覆過程是一個(gè)驟熱驟冷過程,激光功率和掃描速度需要合理配合才能形成有效的熔覆層,否則會(huì)導(dǎo)致熔池難以形成和熔覆層表面燒傷等問題,為優(yōu)化工藝參數(shù)提供依據(jù),減小了工藝實(shí)驗(yàn)的工作量。③對同步送粉式激光熔覆加工系統(tǒng)設(shè)備及設(shè)備控制方法進(jìn)行了詳細(xì)分析。利用該平臺(tái),以激光功率2000W、掃描速度5mm/s的工藝參數(shù),設(shè)計(jì)單道熔覆實(shí)驗(yàn)程序,完成了在球墨鑄鐵表面激光熔覆單道鎳基合金熔覆層的工藝實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該激光熔覆加工系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以完成單道熔覆實(shí)驗(yàn),為后續(xù)工藝研究提供了方法及實(shí)驗(yàn)樣本。④設(shè)計(jì)了激光熔覆工藝參數(shù)對熔覆層質(zhì)量影響的實(shí)驗(yàn),分析了激光功率和掃描速度對熔覆層宏觀形貌影響規(guī)律,并基于稀釋率、微觀組織缺陷和硬度,優(yōu)化激光功率和掃描速度加工工藝參數(shù)范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在優(yōu)化的激光功率和掃描速度的配合參數(shù)范圍下,得到了稀釋率范圍14%～28%、微觀組織缺陷較少、布氏硬度約為原基材1.5倍的鎳基合金熔覆層。⑤利用激光熔覆加工系統(tǒng)平臺(tái)和優(yōu)化范圍內(nèi)激光功率2000W、掃描速度4mm/s的工藝參數(shù),以玻璃酒瓶模具為例,進(jìn)行了激光熔覆工藝應(yīng)用。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:利用該激光熔覆加工系統(tǒng)平臺(tái)和優(yōu)化的工藝參數(shù)可以進(jìn)行玻璃模具表面強(qiáng)化應(yīng)用。
【學(xué)位單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ171.68
【部分圖文】：

和玻璃制品的在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，市場對玻璃制品的質(zhì)量要求也越來越高。而玻逡逑璃模具是玻璃制品大批量生產(chǎn)中必要的設(shè)備，其質(zhì)量直接影響著企業(yè)生產(chǎn)的玻璃制品逡逑質(zhì)量與產(chǎn)量，如圖１．１所示為玻璃酒瓶和玻璃碗模具。逡逑Ａ邋：丨：卿逡逑⑷玻璃酒瓶模具邐（ｂ）玻璃碗模具逡逑圖１．１玻璃模具逡逑（ａ）合縫線開裂邐（ｂ）合縫線磨損逡逑圖１．２玻璃模具合縫線區(qū)域缺陷逡逑在玻璃制品成形過程中，玻璃模具需要頻繁地接觸１１００°ｃ以上的熔融玻璃，長逡逑時(shí)間處在高溫狀態(tài)下工作。因此，對玻璃模具耐高溫、抗氧化能力要求較高。不僅如逡逑Ｉ逡逑

和玻璃制品的在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，市場對玻璃制品的質(zhì)量要求也越來越高。而玻逡逑璃模具是玻璃制品大批量生產(chǎn)中必要的設(shè)備，其質(zhì)量直接影響著企業(yè)生產(chǎn)的玻璃制品逡逑質(zhì)量與產(chǎn)量，如圖１．１所示為玻璃酒瓶和玻璃碗模具。逡逑Ａ邋：丨：卿逡逑⑷玻璃酒瓶模具邐（ｂ）玻璃碗模具逡逑圖１．１玻璃模具逡逑（ａ）合縫線開裂邐（ｂ）合縫線磨損逡逑圖１．２玻璃模具合縫線區(qū)域缺陷逡逑在玻璃制品成形過程中，玻璃模具需要頻繁地接觸１１００°ｃ以上的熔融玻璃，長逡逑時(shí)間處在高溫狀態(tài)下工作。因此，對玻璃模具耐高溫、抗氧化能力要求較高。不僅如逡逑Ｉ逡逑

１．３．１激光熔覆技術(shù)簡介逡逑激光熔覆技術(shù)是一種利用激光束將合金粉末或絲材與基體表面薄層熔凝并逡逑形成冶金結(jié)合熔覆層的表面改性技術(shù)，也是一種增材制造技術(shù)。其成型原理如圖１．３逡逑所示，首先繪制需要得到的模型軌跡，以此設(shè)定激光束運(yùn)動(dòng)軌跡；通過激光束照射在逡逑添加于基材表面的熔覆材料，使之與基體表面同時(shí)熔化形成金屬熔液；當(dāng)激光束按照逡逑預(yù)先設(shè)計(jì)的掃描軌跡移開后，金屬熔液快速冷卻凝固，并形成稀釋率低且與基體呈冶逡逑金結(jié)合熔覆層；隨著激光束不斷移動(dòng)，熔覆層不斷生成，最終形成預(yù)先設(shè)計(jì)的模型。逡逑激＃束逡逑氣體粉末￥邐丨、＇邋；邐逡逑／邋＇邐前道培�。掊义希捱姡义线姽ぜ_(tái)邐［／逡逑圖１．３激光熔覆技術(shù)原理示意圖逡逑激光熔覆技術(shù)將熔覆層合金所具有耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等轉(zhuǎn)移逡逑到廉價(jià)的基材表面達(dá)到基材表面改性、修復(fù)和再制造等目的。不僅能夠提高原基材表逡逑面性能、節(jié)省研發(fā)新基材成本，而且節(jié)約了大量貴重金屬。與等離子堆焊相比，激光逡逑熔覆能夠獲得稀釋率較小且與基體冶金結(jié)合較好的熔覆層、粉末利用率高、自動(dòng)化程逡逑度高等優(yōu)點(diǎn)，在模具、機(jī)電、汽車、船舶及航天航空等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。逡逑３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉瑜;;冶金機(jī)械設(shè)備維修中的堆焊技術(shù)分析[J];化工管理;2015年30期

2 張藝;馬志凱;孫鉑;王會(huì)強(qiáng);梁楊;;激光熔覆材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J];熱加工工藝;2015年14期

3 牛r

本文編號(hào)：2833341