【摘要】：在現(xiàn)代的機(jī)械生產(chǎn)制造過程中,模具的失效大多數(shù)是從表面開始的,如磨損、氧化、腐蝕等,如何提高模具表面的的耐磨性、抗氧化性和耐腐蝕性等引起了我們的廣泛關(guān)注。通過混粉準(zhǔn)干式電火花表面強(qiáng)化技術(shù)利用電火花放產(chǎn)生的瞬時高溫高壓條件下,強(qiáng)化粉末、強(qiáng)化電極材料與基體材料發(fā)生合金反應(yīng)生成多相增強(qiáng)體,形成表面強(qiáng)化層�？梢杂幂^少量的特殊材料起到昂貴的整體材料難以實(shí)現(xiàn)的效果,提高材料的綜合性能。本文采用不同的電極和混粉,對45鋼進(jìn)行電火花表面強(qiáng)化,探討工藝參數(shù)對強(qiáng)化層組織、性能的影響,進(jìn)而對H13鋼進(jìn)行電火花表面強(qiáng)化,獲得了較好的表面強(qiáng)化層,并初步探討了強(qiáng)化機(jī)理。本文利用數(shù)控電火花成型機(jī)床,首先選用鈦電極混鋁粉對45鋼進(jìn)行強(qiáng)化,確定最佳放電參數(shù)。在此最佳放電參數(shù)下,采用鈦電極、碳電極和硬質(zhì)合金電極分別在混鋁粉、碳化硼粉和混合粉(鋁粉與碳化硼粉1:1比例混合)條件下對45鋼進(jìn)行表面強(qiáng)化,探討電極材料和混粉介質(zhì)條件對強(qiáng)化層組織性能的影響。鋁粉的加入可以明顯改善強(qiáng)化層的表面組織形貌,使表面更光潔圓滑,降低表面粗糙度,碳化硼粉的加入可以明顯提高強(qiáng)化層的顯微硬度,混合粉(鋁粉與碳化硼粉1:1比例混合)的加入,既可以改善強(qiáng)化層表面質(zhì)量,還可以提高強(qiáng)化層厚度和硬度。獲得的強(qiáng)化層耐磨性均明顯高于基體材料,達(dá)到基體的3~4倍,其中鈦電極條件下獲得的強(qiáng)化層的顯微硬度和耐磨性最佳,均優(yōu)于碳電極和硬質(zhì)合金YG8電極的強(qiáng)化層。在45鋼強(qiáng)化的基礎(chǔ)上,分別在煤油、霧及混鋁粉準(zhǔn)干式工作介質(zhì)條件下對H13鋼進(jìn)行電火花表面強(qiáng)化,強(qiáng)化層的整體組織形貌均呈橘皮狀,強(qiáng)化層硬度較基體原始H13鋼的硬度得到大幅度提高,在混AL粉準(zhǔn)干式工作介質(zhì)條件下的平均顯微硬度明顯高于霧狀和煤油介質(zhì)條件下的強(qiáng)化層硬度。通過對強(qiáng)化層的成分和物相分析表明,強(qiáng)化層并不是強(qiáng)化材料在基體表面上的簡單涂覆,電極材料和強(qiáng)化粉末均可以進(jìn)到強(qiáng)化層內(nèi),與基體材料在高溫高壓條件下發(fā)生原位自生反應(yīng),生成強(qiáng)化相,起到強(qiáng)化作用。
【圖文】：

花表面強(qiáng)化技術(shù)火技術(shù)往往需要制作特殊材料的工具電極花表面強(qiáng)化是在準(zhǔn)干式電火花的基礎(chǔ)上做花表面強(qiáng)化的不足，是一種既能改善零件本且應(yīng)用廣泛的新型電火花表面強(qiáng)化技術(shù)花表面強(qiáng)化原理液、固三相混合）電火花是在準(zhǔn)干式電花放產(chǎn)生的瞬時高溫高壓條件下，強(qiáng)化金反應(yīng)生成多相增強(qiáng)體，形成表面強(qiáng)化層粉末和電極材料的變化而改變[10~12]�？苫姌O和強(qiáng)化粉末。原理如圖 1-1。

面有較好的冷卻效果。1.2.3 混粉準(zhǔn)干式電火花表面強(qiáng)化過程（1）電離、擊穿，形成放電通道（圖 a）：在電場的作用下電子高速運(yùn)動，并產(chǎn)生碰撞，產(chǎn)生碰撞電離，使介質(zhì)擊穿而形成放電通道。（2）工作介質(zhì)熱分解、熱膨脹和局部微爆炸（圖 b)：放電通道形成后，在所加電壓的作用下，間隙中的空氣被擊穿，產(chǎn)生了火花放電的現(xiàn)象放并且還釋放出大量的熱能，使電極和基體表面開始熔化，甚至氣化，放電過程形成巨大的爆炸力[14]。（3）電極材料拋出（圖 c）：強(qiáng)化電極與工件之間產(chǎn)生瞬時高能量脈沖使工作液產(chǎn)生“氣爆”現(xiàn)象。通道中心的爆炸力最高，使放電時產(chǎn)生的腐蝕物排擠、拋出進(jìn)入工作液中，在工件表面上形成合金層覆蓋到基體表面[14]。（4）介質(zhì)的消電離（圖 d）：單次放電結(jié)束后絕緣介質(zhì)把帶電粒子復(fù)合為中性，恢復(fù)絕緣狀態(tài)，，防止形成電弧放電[15]。
【學(xué)位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG661;TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2657992