压铸模具热疲劳裂纹萌生扩展及激光阻断技术研究

发布时间：2017-11-14 14:27

  本文关键词：压铸模具热疲劳裂纹萌生扩展及激光阻断技术研究

  更多相关文章： 压铸模具 H13钢 热疲劳寿命 数值模拟

【摘要】：压铸模具由于经常受到冷热交替、复杂的应力环境而损坏，如何提高压铸模具的使用寿命，一直是人们不断探索的课题。近年来，模具激光阻断技术被越来越多的研究者所重视。模具激光阻断技术改善了表层的组织结构，改善其耐磨性、增强抗疲劳性，可有效地延长模具的服役寿命，极大地降低生产成本，提高经济利益。 本文从理论的角度对几种抗疲劳和抗磨损生物体的机理进行了研究，结合现有的压铸模具材料与工艺特性，以及国内激光加工技术应用水平，制定了激光阻断强化的新型工艺方法。 在具体的研究过程中，一方面，H13钢是一种压铸模具用钢，其服役过程受到加热与冷却，从而容易产生热疲劳。针对这一问题，研究压铸模具钢热疲劳的过程，采用热疲劳试验与ANSYS数值模拟进行对比验证的方法来预测压铸模具热疲劳裂纹萌生扩展。采用HMTH1热电偶自约束热疲劳试验机，对试件局部进行加热与冷却交替循环，观察并记录产生热疲劳裂纹时对应的循环次数及扩展长度，并利用ANSYS软件来对该实验进行有限元模拟仿真，得到热应力场、温度场与不同热疲劳循环次数下裂纹的扩展路径，并与实验结果验证对比，从而更好地研究压铸模具钢的热疲劳裂纹萌生扩展问题。另一方面，通过DPS软件设计正交实验，进行极差分析后，对激光参数进行了优化，同时也对不同仿生形态结构分别进行了热疲劳实验，并应用在实际工作的压铸模具中，，进行追踪实验。实验结果发现：激光阻断方法可以有效的提高压铸模具钢工作表面的抗热疲劳性能，从而在整体上延长模具的使用寿命。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG241

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李美艳;王勇;韩彬;程义远;;激光熔凝处理20CrNi钢轧辊的组织及性能[J];热加工工艺;2009年16期

2 刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;;正交试验设计和分析方法研究[J];实验技术与管理;2010年09期

3 韩雄伟;吴卫;冷真龙;;铝合金轮毂压铸模具温度场及热应力场数值模拟[J];特种铸造及有色合金;2009年06期

4 朱汝城;李杨德;王成勇;刘全坤;;咖啡机顶盖铝合金压铸模具的热疲劳分析[J];特种铸造及有色合金;2010年05期

5 慕灿;;复杂结构UG NX模型导入ANSYS Workbench的方法研究[J];四川理工学院学报(自然科学版);2013年04期

本文编号：1185794