Cr12MoV鋼以?xún)?yōu)異的淬硬性和經(jīng)濟(jì)性作為冷作模具鋼材料被廣泛使用,其應(yīng)用工況惡劣,在循環(huán)交變載荷下容易出現(xiàn)磨損脫落、崩刃和塑性變形等表面失效現(xiàn)象而報(bào)廢。因此高品質(zhì)高效修復(fù)模具表面亟需解決。與傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)相比激光填絲熔覆的熱影響區(qū)小、稀釋率低;且具有材料利用率高、孔隙率低,選區(qū)性強(qiáng)等激光粉末熔覆不可比擬的優(yōu)勢(shì),在高精度模具修復(fù)方面具有更好的適用性。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)、視覺(jué)檢測(cè)、表征和優(yōu)化等方法對(duì)Cr12MoV鋼表面激光填絲熔覆的工藝優(yōu)化和性能評(píng)估開(kāi)展研究,其主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用高速攝像機(jī)對(duì)光絲耦合區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)捕捉,闡明熱量分配關(guān)系對(duì)焊絲熔入機(jī)制的影響,獲得穩(wěn)定過(guò)渡形式下的合理焊絲送進(jìn)條件。結(jié)果表明:激光填絲熔覆時(shí)采用前置送絲方式和50°送絲角度,焊絲送進(jìn)位置精度和熔覆穩(wěn)定性最高。按光絲間距從大到小,焊絲熔入行為可分為鋪展過(guò)渡、液橋過(guò)渡和大滴過(guò)渡。其中當(dāng)光絲重疊時(shí),焊絲通過(guò)穩(wěn)定液橋向熔池過(guò)渡,對(duì)激光能量波動(dòng)和送絲速度適應(yīng)性高,是最理想的過(guò)渡方式。(2)引入基體表面粗糙度作為控制熔覆成形質(zhì)量的工藝變量,通過(guò)正交試驗(yàn)和函數(shù)擬合研究工藝參數(shù)的交互作用,確定激光功率、掃描速度、送絲速度和表面粗...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
        1.1.1 冷作模具概況
        1.1.2 失效形式
        1.1.3 模具修復(fù)方法現(xiàn)狀
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光填絲熔覆技術(shù)特點(diǎn)
        1.2.2 激光能量吸收率研究現(xiàn)狀
        1.2.3 激光填絲熔覆過(guò)程動(dòng)態(tài)觀察研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標(biāo)和主要內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料、設(shè)備和方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 基體材料
        2.1.2 焊絲材料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備和方法
        2.2.1 激光填絲熔覆試驗(yàn)
        2.2.2 熔覆層宏觀形貌和微觀組織觀察
        2.2.3 性能檢測(cè)
            2.2.3.1 顯微硬度
            2.2.3.2 摩擦磨損性能
            2.2.3.3 拉伸性能
            2.2.3.4 殘余壓力
    2.3 本章小結(jié)
第三章 焊絲的熔入機(jī)制研究
    3.1 前言
    3.2 焊絲加熱和熔化機(jī)制
    3.3 焊絲送進(jìn)條件優(yōu)化
        3.3.1 送絲方向?qū)θ鄹矊映尚钨|(zhì)量的影響
        3.3.2 送絲角度對(duì)熔覆層成形質(zhì)量的影響
        3.3.3 光絲間距對(duì)熔覆層成形質(zhì)量的影響
            3.3.3.1 光絲間距標(biāo)定
            3.3.3.2 光絲分離對(duì)焊絲熔入行為的影響
            3.3.3.3 光絲重疊對(duì)焊絲熔入行為的影響
            3.3.3.4 絲遮擋光對(duì)焊絲熔入行為的影響
            3.3.3.5 光絲間距對(duì)熔覆層形貌的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 單道激光填絲熔覆工藝優(yōu)化和性能表征
    4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.1.1 工藝參數(shù)與優(yōu)化目標(biāo)的確定
            4.1.1.1 激光功率P
            4.1.1.2 掃描速度Vs

            4.1.1.3 送絲速度V_f

            4.1.1.4 基體表面粗糙度S_a

        4.1.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
        4.1.3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
            4.1.3.1 工藝參數(shù)對(duì)熔覆層寬度的影響
            4.1.3.2 工藝參數(shù)對(duì)熔覆層高度的影響
            4.1.3.3 工藝參數(shù)對(duì)稀釋率的影響
    4.2 工藝參數(shù)數(shù)值擬合優(yōu)化
        4.2.1 擬合函數(shù)模型的建立
        4.2.2 函數(shù)擬合分析
        4.2.3 工藝參數(shù)間的交互復(fù)合作用關(guān)系
        4.2.4 多評(píng)價(jià)指標(biāo)下的成形質(zhì)量綜合控制
    4.3 組織性能分析
        4.3.1 組織分析
        4.3.2 表面硬度分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 多道激光填絲熔覆工藝設(shè)計(jì)和性能表征
    5.1 搭接率模型建立
    5.2 工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)和分析
        5.2.1 熔覆層表面平整度
        5.2.2 熔覆層顯微硬度分布和微觀組織
        5.2.3 摩擦磨損性能研究
        5.2.4 拉伸性能和殘余應(yīng)力測(cè)量
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間獲得的科研成果
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3789571

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