Cr12模具钢激光熔覆技术的研究

论文摘要

Cr12模具钢是一种重要的模具材料,在模具成型零件中被广泛应用。模具成型零件在工作过程中容易发生磨损,极大地影响模具的使用寿命,增加了模具的修复成本。目前模具修复应用较多的是堆焊、喷涂等方法,这些修复方法难以保证模具的使用寿命。激光表面熔覆技术与其它表面加工技术相比具有应用面广、实用性强、应用灵活等优点。论文在Cr12模具钢材料表面上,分别进行了PHNi-60A、PHNi25WC-60A和Stellite6三种合金粉末的激光熔覆实验,并对实验结果进行分析。主要内容如下:介绍激光熔覆技术的应用现状与发展趋势。分析激光熔覆实验工艺要求,明确激光熔覆实验的目标与总体方案。分析熔覆层与基体界面结合状况及熔覆层显微组织结构。测试熔覆层抗磨损性能。研究熔覆层显微硬度的变化趋势。研究熔覆层裂纹产生的机理及其抑制方法。研究结果表明:Cr12模具钢表面上可实现镍基合金和钴基合金的激光熔覆,在合理的工艺条件下,可获得较好的冶金界面结合,激光熔覆后表面的耐磨损性能比熔覆前的基体耐磨损性能有较大的提高。激光熔覆裂纹产生的原因主要与激光熔覆处理后材料内部存在较大的残余应力有关。通过调整应力状态,优化工艺方法和参数,添加合金元素等方法可减少熔覆层的开裂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外研究状况分析与发展趋势
• 1.3.1 工艺或实验研究
• 1.3.2 设备的研制及开发
• 1.3.3 熔覆理论模型与处理
• 1.3.4 激光熔覆工艺方法
• 1.3.5 激光熔覆技术在工业中的应用
• 1.3.6 激光熔覆技术的发展趋势
• 1.4 论文研究的主要内容及思路
• 第二章 激光熔覆理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 激光熔池中的对流模型
• 2.3 影响熔池对流因素
• 2.4 影响表面合金成分均匀性的因素
• 2.5 小结
• 第三章 Cr12 模具钢的激光熔覆实验
• 3.1 引言
• 3.2 实验技术路线
• 3.3 实验步骤
• 3.4 实验材料选择
• 3.4.1 基体材料
• 3.4.2 熔覆材料
• 3.5 实验试样制作
• 3.5.1 基材工艺参数试样
• 3.5.2 合金涂层预制
• 3.5.3 金相试样
• 3.5.4 磨损试样
• 3.6 磨损性能实验方法
• 3.7 实验设备
• 3.8 小结
• 第四章 Cr12 模具钢激光熔覆层的性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 熔覆层硬度
• 4.3 熔覆层磨损性能
• 4.4 表层组织分析
• 4.4.1 光学显微镜组织分析
• 4.4.2 电镜及波谱组织分析
• 4.4.3 X 射线衍射的物相分析
• 4.5 裂纹产生的原因及其对策
• 4.5.1 裂纹产生的原因
• 4.5.2 熔覆裂纹的类型
• 4.5.3 抑制熔覆开裂的方法
• 4.6 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢