熱作模具在服役過程中表面承受著高強(qiáng)度接觸載荷和高頻率交變熱載荷,使用壽命普遍較短。磨損是熱作模具的主要失效形式,采用激光熔覆等表面改性技術(shù)提高模具耐磨性,可有效延長(zhǎng)模具服役時(shí)間,降低生產(chǎn)成本,節(jié)約資源。因此,探討模具表面熔覆層磨損內(nèi)在影響因素,把握磨損規(guī)律,建立模具壽命預(yù)測(cè)模型,對(duì)模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高模具使用壽命及日常維護(hù)等實(shí)際應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。本文采用激光熔覆技術(shù)在常用熱作模具材料H13表面上制備了Ni/WC含量依次為15%、30%的梯度熔覆層;確定了H13+Ni/WC復(fù)合粉末激光熔覆工藝參數(shù);測(cè)試并比較了基體與熔覆層的各項(xiàng)力學(xué)性能;測(cè)試了各因素對(duì)基體和熔覆層耐磨性的影響,并比較了兩者的耐磨損性能;分析了熔覆層磨損機(jī)理。以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為藍(lán)本,結(jié)合數(shù)值模擬和數(shù)理統(tǒng)計(jì)手段,使用GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)了模具理論使用壽命。在所確定的工藝參數(shù)下制得的熔覆層表面較為平整,內(nèi)部無裂紋、空洞及夾渣等缺陷,層間無明顯界限,與基體間呈良好的冶金結(jié)合。熔覆層截面顯微維氏硬度從基體到熔覆層表面具有明顯梯度性,表面顯微維氏硬度接近1100HV_0.2,約為基體(450HV_0.2

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

壽命特性曲線

C Si Mn Cr Mo V O Fe0.35 1.1 0.35 5 1.5 1 0.027 Bal.表 2-4 梯度熔覆層粉末配比(wt.%)層數(shù) Ni/WC H13第一層(No.1) 15 85第二層(No.2) 30 702.2 熔覆層制備及設(shè)備制備流程如圖 2-1 所示。由于粉末粒度過小，送粉器送粉時(shí)流動(dòng)的惰性氣體會(huì)使粉末“漂浮”，得到的熔覆層表面平整度極低；后使用質(zhì)量分?jǐn)?shù) 3%的聚乙烯醇溶液作為粘結(jié)劑在基體上預(yù)置粉末，但熔覆過程中飛濺嚴(yán)重且熔覆層空洞密集，經(jīng)多次試驗(yàn)，本文采用手動(dòng)鋪粉的方法進(jìn)行“送粉”。線切割得到的鋪粉“�！比鐖D 2-2 所示，材質(zhì)為不銹鋼，厚度為 0.6~0.8mm。

鋪粉“模”

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]模具的失效形式與修復(fù)分析[J]. 董兵天.  中國(guó)設(shè)備工程. 2017(14)
[2]模具修復(fù)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 劉斌,崔志杰.  模具工業(yè). 2017(02)
[3]論激光熔覆技術(shù)在模具中的應(yīng)用[J]. 舒詩(shī)椿.  科技展望. 2017(04)
[4]激光熔覆鎳基碳化鎢工藝研究[J]. 張德強(qiáng),張吉慶,郭忠娟.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2016(12)
[5]連續(xù)點(diǎn)式鍛壓激光快速成形TA15鈦合金熱處理組織與性能[J]. 席明哲,劉靜波,趙毅,高士友.  中國(guó)激光. 2016(02)
[6]激光熔覆Ni60+35WC-Ni涂層的微觀組織和摩擦磨損特性[J]. 臧春城,王延忠,張以都,李金華,曾紅,張德強(qiáng).  稀有金屬. 2015(05)
[7]基于修正Archard理論的螺旋錐齒輪鍛造模具壽命預(yù)測(cè)[J]. 高振山,鄧效忠,陳拂曉,李天興.  中國(guó)機(jī)械工程. 2014(02)
[8]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 毛健,趙紅東,姚婧婧.  電子設(shè)計(jì)工程. 2011(24)
[9]激光快速成形316L不銹鋼/鎳基合金/Ti6A14V梯度材料[J]. 席明哲,張永忠,涂義,石力開,金具濤.  金屬學(xué)報(bào). 2008(07)
[10]材料磨損研究的進(jìn)展與思考[J]. 溫詩(shī)鑄.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)

碩士論文
[1]熱成形模具磨損行為數(shù)值分析及模具壽命預(yù)測(cè)[D]. 黃炳林.吉林大學(xué) 2014
[2]激光熔覆對(duì)H13鋼熱疲勞及耐磨性能的影響[D]. 唐淑君.昆明理工大學(xué) 2013
[3]基于磨損的熱鍛模具優(yōu)化設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)[D]. 陳科偉.重慶大學(xué) 2012
[4]遺傳算法的研究與應(yīng)用[D]. 王銀年.江南大學(xué) 2009
[5]基于遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變壓器故障診斷[D]. 段侯峰.北京交通大學(xué) 2008
[6]遺傳算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析與改進(jìn)[D]. 龐勇.天津大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3487689