Cr12MoV模具钢激光熔覆实验研究

发布时间：2017-12-04 16:08

  本文关键词：Cr12MoV模具钢激光熔覆实验研究

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【摘要】：目前大量的模具在失效后,一般采用焊接等简单的方法进行修复或者直接报废,资源浪费严重。Cr12MoV是一种常用的冷作模具钢,作为模具使用过程中常受磨损与裂纹等因素影响。激光熔覆技术是一种有应用先例的高效再制造技术,具有适应性强、热影响小、结合强度高等优点。使用激光熔覆技术能有效解决模具修复中存在的诸多问题,具有很强的实用性,是一种绿色环保的再制造技术。本文利用激光熔覆设备在Cr12MoV模具钢表面使用四种不同成分的镍基粉末制备镍基合金熔覆层。主要通过对熔覆层内部物质分析,力学性能测试从微观与宏观方面综合评价不同粉末配比对熔覆层的影响。从工艺参数角度出发,通过不同参数的设置,分析不同工艺参数下对熔覆层的影响,并进行正交实验,确定最优的参数设置。具体研究工作如下:⑴根据现有的实验条件与实际加工要求设计一套合理的实验方案。⑵在Cr12MoV模具钢表面使用加入不同质量分数稀土Nd元素的镍基粉末进行单道熔覆实验。经过制样,对样品进行XRD检测、SEM观察、显微硬度检测、摩擦磨损性能测试之后,进行对比分析。从结果分析,稀土Nd元素对镍基合金熔覆层性能有一定提升作用,显微硬度与耐磨性能提升较好,加入量过多对熔覆层形貌及性能有消极影响,同时会增加裂纹敏感性。⑶在实验⑵的研究基础上,需要对镍基合金粉末的裂纹数进行针对性研究。所以,根据⑵的分析及相关文献学习,对镍基粉末含量重新调配,并加入不同质量的金属Al元素。检测方式与实验⑵相同。根据结果进行分析,重新调配的镍基粉末熔覆层表面形貌良好,无裂纹、气孔及夹杂。熔覆层硬度下降,加入金属Al元素的熔覆层,随着加入量的增加,显微硬度与Al元素实际固溶量相关。由于总体硬度太低、摩擦因数过高,不能满足实际要求。⑷通过⑵、⑶的实验研究,确定粉末配比。针对三种最主要工艺条件,功率、送粉量、扫描速度,设定不同参数,根据横纵比、接触角、稀释率、显微硬度等方面来分析不同工艺参数的设定对熔覆层的影响。根据三种主要工艺设计正交实验L 3,从结果分析可知,对熔覆层硬度影响因素从高到低分别是功率、送粉量、扫描速度。可知最佳工艺参数:功率4kW、送粉量4g/mm、扫描速度6.5mm/s。本文的研究为Cr12MoV模具钢的激光熔覆修复提供了参考,为镍基粉末的配比及主要工艺参数设定提供重要依据,使激光熔覆在Cr12MoV模具修复上的应用成为可能,为实现绿色环保加工有重要意义。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4

【参考文献】

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本文编号：1251557