【摘要】：熱作模具在服役過程中,受工作介質(zhì)及交變熱載荷的影響。模具零部件表面易出現(xiàn)疲勞裂紋、腐蝕等,發(fā)生失效,降低了模具的使用壽命,增加生產(chǎn)成本。激光熔覆工藝是一種新型的表面改性技術(shù),在模具失效表面熔覆一層具有優(yōu)良的耐磨性、耐高溫材料進(jìn)行修復(fù),能增加模具的壽命。激光熔覆的冷卻速度較快,在熔覆層中存在較大的焊接殘余應(yīng)力。當(dāng)殘余應(yīng)力呈現(xiàn)為拉應(yīng)力且與外加載荷產(chǎn)生疊加時(shí),就會(huì)促使模具修復(fù)區(qū)域出現(xiàn)裂紋的萌生和擴(kuò)展。錘擊法作為一種簡(jiǎn)單有效的焊接殘余應(yīng)力消除方法,可應(yīng)用在激光熔覆層殘余應(yīng)力的消除中。但錘擊力參數(shù)規(guī)范缺乏有效的標(biāo)準(zhǔn),限制了其在模具修復(fù)中的使用范圍。本文利用錘擊力信號(hào)采集裝置及Lab VIEW軟件編制采集程序、設(shè)置采集參數(shù),根據(jù)錘擊方案進(jìn)行錘擊力信號(hào)數(shù)據(jù)的采集,實(shí)現(xiàn)初步量化。針對(duì)模具修復(fù)錘擊力信號(hào)采集噪聲干擾較大的問題,運(yùn)用db N(db為Daubechies的簡(jiǎn)寫,N表示小波階數(shù))小波對(duì)錘擊力信號(hào)進(jìn)行小波分解低頻系數(shù)信號(hào)重構(gòu),保留信號(hào)的低頻系數(shù),舍棄高頻系數(shù),重構(gòu)后信噪比為10.0778,均方根誤差為0.6633,初步實(shí)現(xiàn)了模具修復(fù)錘擊力信號(hào)的降噪。在db N小波分解的基礎(chǔ)上進(jìn)行閾值化處理,分析比較四種閾值選取原則下錘擊力信號(hào)的降噪效果,同時(shí)分析比較軟閾值‘s’與硬閾值‘h’的降噪效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四種閾值原則中‘minimaxi’原則降噪效果最好,軟閾值降噪效果優(yōu)于硬閾值降噪;從宏觀波形及降噪?yún)?shù)分析,兩種方法都能實(shí)現(xiàn)對(duì)錘擊力信號(hào)的噪聲濾除,但閾值法要優(yōu)于db N小波,db N小波降噪后出現(xiàn)了信號(hào)失真現(xiàn)象;此外軟閾值法還能較大程度的還原原始信號(hào)在突變點(diǎn)處的細(xì)節(jié)特征,避免了信號(hào)的失真,保證了模具修復(fù)錘擊力信號(hào)后續(xù)計(jì)算準(zhǔn)確性。本文在錘擊力降噪量化的基礎(chǔ)上,利用小功率激光器先進(jìn)行錘擊消除焊接殘余應(yīng)力的初步激光陶瓷熔覆工藝實(shí)驗(yàn),將Si C陶瓷顆粒熔覆在H13鋼基體上,利用金相顯微鏡、掃描電鏡及能譜分析,觀察熔覆試樣的宏觀形貌、微觀組織及成分變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示試樣橫截面上出現(xiàn)了明顯的分區(qū),熔覆層組織無方向性、致密、無明顯的裂紋氣孔,性能良好,結(jié)合區(qū)組織晶粒細(xì)小,熔覆層與基體形成了良好的冶金結(jié)合。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG665
【圖文】：

圖 1-1 熱作模具表面的裂紋Fig.1-1 Cracks on the surface of hot dies1.2.2 熱作模具的修復(fù)現(xiàn)狀及發(fā)展熱作模具失效后，對(duì)于損傷區(qū)域需要進(jìn)行修復(fù)，來增加模具的使用壽命，節(jié)約生產(chǎn)成本。目前模具修復(fù)常用的方法按照其工藝特點(diǎn)可分為以下幾種形式。1. 堆焊修復(fù)：堆焊修復(fù)就是在模具的失效位置，利用焊接的方法，堆覆一層具有耐磨性、耐腐蝕、耐高溫等性能的材料，來修復(fù)模具的損傷區(qū)域，延長(zhǎng)模具的使用壽命。堆焊修復(fù)技術(shù)是最早應(yīng)用在模具表面的改性技術(shù)。常用的堆焊修復(fù)方法包括：等離子堆焊、電弧堆焊、激光堆焊等。2. 電火花強(qiáng)化修復(fù)：電火花模具修復(fù)技術(shù)是利用電弧將具有特殊性能的導(dǎo)電材料涂覆到模具失效區(qū)域的工藝。堆積的導(dǎo)電材料在修復(fù)區(qū)域形成表面強(qiáng)化層，不僅能修復(fù)損傷區(qū)域，還能改變材料表面的物理及力學(xué)性能，產(chǎn)生強(qiáng)化作用[8]。3. 熱噴焊修復(fù)：利用氧-乙炔火焰熱源將待噴涂的具有特殊性能的合金粉末加熱到熔融狀態(tài)，然后使用特殊結(jié)構(gòu)的噴槍將熔融狀態(tài)的粉末合金噴射到模

1.4 激光熔覆工藝的研究現(xiàn)狀激光熔覆工藝的特點(diǎn)是將陶瓷顆粒、合金粉末等熔覆材料用不同的添加方式放置在基體材料表面。然后利用高能密度的激光使基體材料與熔覆層材料一起熔化，熔覆材料與基體形成良好的冶金結(jié)合，提高基體材料表面的硬度、耐磨性等特點(diǎn)[12, 13]。激光熔覆工藝按照送粉方式的不同，可以分為兩種形式：預(yù)置粉末法和同步送粉法，如圖 1-2 所示。a)b)

程序編輯減少工作量同時(shí)又能滿足使用要求，對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)更高級(jí)的 VIs，中級(jí)乃至高級(jí)。模擬量輸出 VIs 與模擬量輸入 V35]。擊力信號(hào)的采集裝置及程序 錘擊力信號(hào)的采集裝置擊力信號(hào)的采集裝置主要由采集卡、接線端子、傳感器、信號(hào)放件等組成，其示意圖如圖 2-1 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2788731