压铸模具材料激光填丝焊修复性能研究

发布时间：2017-05-13 00:00

  本文关键词：压铸模具材料激光填丝焊修复性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：压铸成型是一种高效益、高效率、无切削的金属热加工方法。近年来,压铸成型已广泛应用于汽车、仪器仪表、航空航海、电机制造、日用五金等行业。压铸生产的工作原理造成压铸模在极其恶劣的环境下工作,模具型腔表面易磨损并产生热疲劳裂纹(又称龟裂)导致模具失效,造成很严重的资源和资金浪费。所以,如何在生产中使用简单并有效的方式对受损模具进行修复成了企业关心的问题。针对压铸模具失效的问题,本文从仿生学角度出发,结合激光技术提出利用激光填丝焊对模具失效区域进行修复。在压铸模具表面制备激光填丝焊修复层。首先考察在其他参数不变的情况下,离焦量对修复层成型尺寸的影响;接下来通过固定其他参数不变改变电流大小的方法讨论了激光电流对修复层成型尺寸的影响规律;然后分析在不同焊丝直径条件下,修复层形貌和尺寸变化情况;最后研究在其他参数不变的条件下,焊丝速度对修复层成型尺寸以及焊缝表面质量的影响。最后总结得出激光填丝焊最优工艺参数为:离焦量H=-10mm,激光电流I=180A,焊丝直径d=0.5mm,送丝速度Vf=0.032m/min。把最优参数应用到失效模具修复中,重点考察模具的抗热疲劳性能以及实际延寿情况。对修复后的模具进行热疲劳裂纹阻断试验,分析其抗热疲劳性能。分别对激光熔凝处理、激光填丝焊处理和没经过任何处理的试件进行对比热疲劳试验,热疲劳试验加热3s冷却4.5s为一个循环,每个试件循环5 000次,每隔一定次数观察记录裂纹扩展形态。通过对比分析各试件裂纹扩展形态和长度,得出激光填丝焊能有效的抑制热裂纹的萌生,延缓和阻碍热疲劳裂纹的扩展,增强了压铸模具的抗热疲劳性能。对模具进行实际寿命测试,结果表明激光填丝焊修复技术可以有效延长受损模具的使用寿命,为企业节约了资源降低生产成本,具有较好的经济效益。
【关键词】：压铸模具 激光技术 激光填丝焊 组织特征 热疲劳
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG456.7;TG241
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.2 我国模具行业概况10-14
• 1.2.1 我国压铸行业发展现状10-11
• 1.2.2 我国压铸模具的发展11
• 1.2.3 压铸模具的失效形式11-13
• 1.2.4 失效模具的修复方法13-14
• 1.3 压铸模具修复国内外研究现状14-16
• 1.3.1 压铸模具修复国内外研究现状14-15
• 1.3.2 激光填丝焊研究现状15-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-17
• 1.5 技术路线17-18
• 第二章 试验材料与仪器18-23
• 2.1 试验材料18
• 2.1.1 Dievar材料压铸模具钢18
• 2.1.2 激光填丝焊材料—Dievar焊丝18
• 2.2 试验仪器18-23
• 2.2.1 激光设备18-19
• 2.2.2 试样处理方法19-23
• 第三章 激光填丝焊工艺参数优化23-36
• 3.1 激光工艺参数对修复层成型尺寸的影响24-30
• 3.1.1 离焦量的影响24-25
• 3.1.2 激光电流的影响25-27
• 3.1.3 不同直径焊丝的影响27-28
• 3.1.4 送丝速度的影响28-30
• 3.2 激光工艺参数对修复层硬度的影响30-33
• 3.2.1 激光电流对修复层硬度的影响30-31
• 3.2.2 离焦量对修复层硬度的影响31-32
• 3.2.3 修复层各区域硬度分布32-33
• 3.3 激光填丝修复层微观组织33-34
• 3.4 本章小结34-36
• 第四章 激光填丝焊试件抗热疲劳性能研究36-53
• 4.1 引言36
• 4.2 影响压铸模具材料热疲劳性能的因素36-40
• 4.2.1 材料物理性质的影响36-37
• 4.2.2 材料化学成分的影响37-38
• 4.2.3 材料力学性能的影响38-39
• 4.2.4 材料微观组织的影响39-40
• 4.2.5 压铸模具工作环境的影响40
• 4.3 激光填丝焊试件的热疲劳试验40-48
• 4.3.1 试件循环500次时的裂纹形态42-43
• 4.3.2 试件循环3500次时的裂纹形态43-46
• 4.3.3 试件循环5000次时的裂纹形态46-48
• 4.4 激光填丝焊阻断裂纹机理48-49
• 4.5 激光填丝焊修复受损模具检验49-51
• 4.5.1 模具受损问题分析49-50
• 4.5.2 激光填丝焊修复受损模具50-51
• 4.5.3 压铸模具实际寿命测试51
• 4.6 本章小结51-53
• 第五章 总结和展望53-55
• 5.1 总结53-54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 攻读学位期间发表的学术论文目录59-60

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1 记者 罗佳e，

本文编号：361094