7CrSiMnMoV钢电火花线切割加工工艺研究

发布时间：2017-09-24 13:01

  本文关键词：7CrSiMnMoV钢电火花线切割加工工艺研究

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【摘要】：电火花线切割加工技术一直在模具制造、高硬度材料加工以及精密、复杂和不规则形状零件加工等方面起着无法替代的作用。在模具加工过程中,与传统加工方法相比,电火花线切割加工通过放电腐蚀原理而蚀除的金属量很少,因此不会对模具材料造成浪费,而且加工过程更稳定。为确保模具零件的表面质量,提高模具使用寿命,在电火花线切割加工过程中选择合适的电参数尤为重要。本文以台州黄岩模具产业重要的模具钢7CrSiMnMoV为对象,研究了电火花线切割电参数对该材料工艺指标的影响规律,并对加工后零件表面变质层的成份、形貌及形成机理进行了探索。 本文首先详细地分析了电火花线切割加工与其它加工方法的区别及优势,再系统地论述了电火花线切割加工的原理、物理本质、加工过程中的影响因素以及电极丝的种类及其选用原则,然后总结了电火花线切割加工技术在模具制造领域中的应用及今后的发展趋势。 围绕研究目标,本文根据事先设定的电参数设计了四因素三水平的正交试验,分析了功放管个数、脉冲宽度、脉冲间隔和空载电压对加工试样的尺寸精度、表面粗糙度以及白层厚度的影响规律。通过极差分析与方差分析的方法确定了各电参数对每个工艺指标影响的主、次顺序和最佳的电参数组合,同时利用F检验对各影响因素进行了显著性分析,在综合考虑以上三项工艺指标的情况下最终确定出了多工艺指标的最优电参数组合值。 在此基础上进行了对比试验的研究,通过激光熔覆技术在7CrSiMnMoV钢的表面熔覆一层厚度为1±0.03mm的Ni6(0+30%WC硬质合金涂层,然后进行电火花线切割加工。同样分析了加工电参数对各工艺指标的影响情况以及单工艺指标和多工艺指标优化后的电参数组合值,并分别对激光熔覆前后各工艺指标进行了对比分析。同时,观察了激光熔覆后线切割试样横截面处熔覆层与基体材料的结合情况,并对熔覆层的显微硬度及物相进行了分析。 本研究还对电火花线切割加工试样的表面形貌和组织进行了观察与分析。通过对线切割后的试样进行X射线衍射分析,发现经线切割后试样表面M0化物的种类变多了,这些M0化物一部分来源于材料本身,另一部分来自于火花放电产生的瞬间高温使工件材料和电极丝的表面熔化、气化,从而使熔化或气化的工件材料与电极丝中的Mo元素相结合生成上述化合物。在金相显微镜下观察电火花线切割试样截面的金相组织,可以清晰地看到变质层的白层部分,并且它与基体材料分界明显易于测量。观察还发现,经电火花线切割后的试样表面出现了显微裂纹与微孔。本文对显微裂纹与微孔的形成机理作出了分析,并针对这一现象提出了相应的预防措施。
【关键词】：电火花线切割 7CrSiMnMoV模具钢 正交试验 电参数优化 变质层
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG484
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 电火花线切割技术的应用及发展趋势10-12
• 1.2.1 电火花线切割技术的应用10-11
• 1.2.2 电火花线切割技术的发展趋势11-12
• 1.3 研究目的和意义12-13
• 1.3.1 研究目的12-13
• 1.3.2 研究意义13
• 1.4 研究内容13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第2章 电火花线切割加工技术的理论基础15-23
• 2.1 电火花线切割的原理及特点15-16
• 2.1.1 电火花线切割的原理15
• 2.1.2 电火花线切割的特点15-16
• 2.2 电火花线切割加工的物理过程16-17
• 2.2.1 介质击穿和通道形成16
• 2.2.2 能量的传递与转换16-17
• 2.2.3 电极材料的抛出17
• 2.2.4 极间介质消电离17
• 2.3 电火花线切割加工中的影响因素17-20
• 2.4 电火花线切割加工的工艺指标20
• 2.5 电极丝材料20-22
• 2.5.1 电极丝的分类20-21
• 2.5.2 电极丝的选用原则21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 7CrSiMnMoV钢电火花线切割电参数优化实验23-42
• 3.1 正交实验设计23-25
• 3.1.1 实验目的23
• 3.1.2 实验方案的确定23-25
• 3.2 试验环境25-28
• 3.2.1 实验设备25
• 3.2.2 实验条件25-26
• 3.2.3 测量工具及方法26-28
• 3.3 实验结果处理与分析28-40
• 3.3.1 实验结果28-29
• 3.3.2 实验结果处理29-34
• 3.3.3 结果分析34-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 激光熔覆后7CrSiMnMoV钢电火花线切割加工42-64
• 4.1 激光熔覆的原理及特点42-43
• 4.1.1 激光熔覆的原理42
• 4.1.2 激光熔覆的特点42-43
• 4.2 激光熔覆的工艺方法43
• 4.3 激光熔覆粉末及其性能43-44
• 4.4 激光熔覆后7CrSiMnMoV钢线切割实验结果与分析44-56
• 4.4.1 实验结果45
• 4.4.2 结果处理45-49
• 4.4.3 实验结果分析49-56
• 4.5 7CrSiMnMoV钢激光熔覆前、后线切割工艺指标对比分析56-59
• 4.6 激光熔覆层与基体组织59-60
• 4.7 熔覆层与基体材料显微硬度的变化60-61
• 4.8 激光熔覆层物相分析61-62
• 4.9 本章小结62-64
• 第5章 电火花线切割变质层分析64-73
• 5.1 7CrSiMnMoV模具钢的特性64-65
• 5.2 变质层的形成机理65-66
• 5.3 电火花线切割加工7CrSiMnMoV钢变质层物相分析66-68
• 5.3.1 X射线衍射仪的基本原理66
• 5.3.2 7CrSiMnMoV钢线切割前、后X射线衍射分析66-68
• 5.4 7CrSiMnMoV钢电火花线切割加工变质层的微观形貌68-70
• 5.4.1 扫描电镜的基本原理68
• 5.4.2 变质层的表面形貌68-69
• 5.4.3 变质层的组织69-70
• 5.5 变质层显微裂纹的形成及预防措施70-72
• 5.6 本章小结72-73
• 总结与展望73-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文80-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：911528