【摘要】：在現(xiàn)代的機械生產(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注。通過混粉準干式電火花表面強化技術利用電火花放產(chǎn)生的瞬時高溫高壓條件下,強化粉末、強化電極材料與基體材料發(fā)生合金反應生成多相增強體,形成表面強化層。可以用較少量的特殊材料起到昂貴的整體材料難以實現(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鋼進行電火花表面強化,探討工藝參數(shù)對強化層組織、性能的影響,進而對H13鋼進行電火花表面強化,獲得了較好的表面強化層,并初步探討了強化機理。本文利用數(shù)控電火花成型機床,首先選用鈦電極混鋁粉對45鋼進行強化,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鋼進行表面強化,探討電極材料和混粉介質(zhì)條件對強化層組織性能的影響。鋁粉的加入可以明顯改善強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,既可以改善強化層表面質(zhì)量,還可以提高強化層厚度和硬度。獲得的強化層耐磨性均明顯高于基體材料,達到基體的3~4倍,其中鈦電極條件下獲得的強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電極的強化層。在45鋼強化的基礎上,分別在煤油、霧及混鋁粉準干式工作介質(zhì)條件下對H13鋼進行電火花表面強化,強化層的整體組織形貌均呈橘皮狀,強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)條件下的強化層硬度。通過對強化層的成分和物相分析表明,強化層并不是強化材料在基體表面上的簡單涂覆,電極材料和強化粉末均可以進到強化層內(nèi),與基體材料在高溫高壓條件下發(fā)生原位自生反應,生成強化相,起到強化作用。
【圖文】：

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

面有較好的冷卻效果。1.2.3 混粉準干式電火花表面強化過程（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）：單次放電結束后絕緣介質(zhì)把帶電粒子復合為中性，恢復絕緣狀態(tài)，，防止形成電弧放電[15]。
【學位授予單位】：天津職業(yè)技術師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG661;TG142.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張明;李福杰;;電火花成型機床空氣中放電沉積試驗研究[J];工具技術;2009年06期

2 王東生;田宗軍;沈理達;劉志東;黃因慧;;等離子噴涂納米復合陶瓷涂層的組織結構及其形成機理[J];中國有色金屬學報;2009年01期

3 王釗;陳薦;何建軍;戎雪坤;李石德;;電火花表面強化技術研究與發(fā)展概況[J];熱處理技術與裝備;2008年06期

4 王振龍;金柏冬;曹國輝;肖凱;趙萬生;;空氣中電火花沉積微螺旋結構的研究[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2008年05期

5 任亮;劉道新;張曉化;田林海;唐賓;;Mo電極電火花強化與噴丸復合提高Ti合金微動疲勞抗力[J];中國有色金屬學報;2007年12期

6 吳玉萍;林萍華;王澤華;謝國治;張萍;;HVOF噴涂Fe-Cr基涂層中非晶與納米晶形成的研究[J];材料熱處理學報;2006年02期

7 顧琳;趙萬生;張志華;康小明;;噴霧電火花銑削加工及其機理的分析[J];電加工與模具;2006年02期

8 肖紅軍,彭云,馬成勇,田志凌;激光表面改性[J];表面技術;2005年05期

9 連峰;45鋼電火花成型表面組織結構的研究[J];表面技術;2005年04期

10 汪瑞軍,李延軍,黃小鷗,劉軍,姜慶濱,錢乙余;電火花表面強化工藝的參數(shù)優(yōu)化[J];焊接;2004年08期

相關博士學位論文 前1條

1 王文權;等離子噴涂納米陶瓷熱障涂層組織與性能研究[D];吉林大學;2005年

本文編號：2657992