電弧熔射成形法快速制造模具技術研究.pdf

1、國內外模具市場巨大，產品的快速更新已經成為在市場競爭中取勝的關鍵。電弧熔射成形提供了一種快速制造模具的新思路，其突出優(yōu)點表現(xiàn)在：成本低、工藝簡單、線材沉積效率高、表面復型性好，能大大縮短從模具試制到投入生產的時間。隨著研究和應用的發(fā)展，這一技術必將在加工制造領域發(fā)揮其優(yōu)勢。 目前對電弧熔射成形的研究比較多，但熔射材料多集中在低熔點金屬或者合金上，這種熔射模具耐磨性較差，使用壽命較短，與之相應，熔射工藝往往直接在原型或者用石膏型翻

2、制的原型上進行。為了改善模具的使用性能，本文嘗試熔射高熔點不銹鋼材料，并采用陶瓷型翻制原型，很好地解決了熔射基體耐高溫熱沖擊的問題。另外，對熔射成形制造模具過程中的一系列工藝問題均進行了探討。本文所做的主要工作如下： 建立了熔射層溫度場和應力場分析的有限元模型，全面考慮熱傳導、熱對流和熱輻射對熔射層和基體的影響，對熔射層和基體進行了熱和結構的耦合分析，初步模擬了熔射層逐層疊加的生成過程，分別考察在三種不同的基體預熱溫度下熔射層的

3、溫度場分布，找出了熔射層的變形規(guī)律，與實驗吻合較好，重點研究了應力場的分布情況，尤其對于容易發(fā)生失效的關鍵部位的應力變化趨勢進行了詳細的探討。 對陶瓷型造型工藝過程，如：水解液配制、漿料配制、起模、噴燒和焙燒等進行了全面的研究，解釋了陶瓷型造型中常見的工藝問題，最后，重點從三個方面：起模時間、催化劑加入量和加水量對陶瓷型尺寸精度進行了評價，結果表明，陶瓷型尺寸穩(wěn)定，復映效果良好，這為后續(xù)熔射成形奠定了基礎。 針對熔射高熔

4、點不銹鋼材料，考察熔射電流、霧化氣體壓力和熔射距離等工藝參數(shù)對熔融粒子狀態(tài)的影響規(guī)律，并找到了各自較佳的工藝參數(shù)。對熔射成形快速制造模具的工藝過程，即：熔射模處理、熔射成形、背襯、脫模和后處理等逐一進行了探討，最后，嚴格按照每一步的工藝規(guī)程，制作了飯盒的簡易模具。 通過進一步深化對電弧熔射成形中的關鍵工藝的研究，并向開發(fā)較大型、復雜的模具過渡，可以預見，這種工藝方法將廣泛應用在注塑模和沖壓模上，并具有廣闊的市場應用前景。