精密沖壓模具激光熔覆層性能及再制造研究.pdf

1、精密沖壓是一種高效率、高質(zhì)量和高附加值的精密塑性成形工藝，可以一次沖裁獲得高質(zhì)量的零件。隨著精沖技術(shù)的發(fā)展，精沖模具的壽命成為影響精沖行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。因此，對局部失效的精沖模具進(jìn)行激光熔覆再制造研究，以解決精沖模具高成本低壽命的問題，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的成型和節(jié)能降耗，具有非常重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文采用激光熔覆技術(shù)對精密沖壓模具進(jìn)行再制造設(shè)計(jì)，以Fe360合金粉末為粘接相，Cr3C2、MoS2作為耐磨、減摩顆粒，采用半導(dǎo)

2、體激光器，在45鋼表面制備出具有耐磨減摩性能的激光覆層。利用金相顯微鏡、XRD、SEM、電子探針等測試手段分析了覆層的成分及組織結(jié)構(gòu)，采用 HT1000摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，測試了覆層的摩擦磨損性能。采用正交試驗(yàn)獲得耐磨減摩性能最佳的覆層配方及制備參數(shù)，并初步討論了精密沖壓模具鋼Cr12MoV的再制造設(shè)計(jì)問題。
　　研究表明，45鋼表面激光熔覆Fe-Cr3C2-MoS2復(fù)合覆層成形良好、組織致密，熔覆層與基體材料呈良好的冶金結(jié)合。熔覆層

3、中，從熔合線至覆層表面，依次結(jié)晶為厚度約5μm的平面晶、柱狀及樹枝晶、表層等軸晶。分析測試表明，激光熔覆Fe-12Cr3C2-6MoS2合金覆層材料的組成相主要有Fe-Cr-Ni固溶體、M3C2、M23C6型碳化物耐磨相，MoS2及CrS減摩潤滑相，固溶體及合金碳化物共同強(qiáng)化了覆層，覆層平均顯微硬度達(dá)750HV0.2，較Fe360覆層硬度提高了約100 HV0.2。摩擦磨損試驗(yàn)表明，與Fe360覆層相比，具有復(fù)合功能的Fe-12Cr3C

4、2-6MoS2覆層摩擦系數(shù)由0.378降低到0.22，體積磨損率由0.92 mm3/m降低到0.5 mm3/m；與正火態(tài)45鋼相比，覆層的摩擦系數(shù)及體積磨損率分別降低了47％和87％。
　　通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以覆層配方和激光掃描速度為因素-水平指標(biāo)，以覆層的摩擦系數(shù)和體積磨損率作為評價指標(biāo)，分析得出最優(yōu)覆層實(shí)驗(yàn)配方為Fe-12Cr3C2-4.5MoS2、最佳掃描速度為8mm/s。經(jīng)合理的點(diǎn)估計(jì)可知，該最優(yōu)配方的摩擦系數(shù)和體積磨損率