等離子熔覆修復(fù)塑料模具的工藝與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文針對(duì)目前模具修復(fù)技術(shù)中存在的不足，對(duì)等離子熔覆技術(shù)和其他表面修復(fù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了較詳細(xì)的比較分析，通過對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，以718H模具鋼和45鋼基體材料、Fe基合金粉末為研究對(duì)象，通過兩組正交試驗(yàn)的對(duì)比，分別總結(jié)了熔覆工藝參數(shù)對(duì)熔覆層平均厚度、平均寬度和宏觀氣孔數(shù)量的影響情況，然后詳細(xì)地分析了多道熔覆層搭接區(qū)域、非搭接區(qū)域和單道熔覆層的顯微組織和顯微硬度，并對(duì)基體、單道熔覆層和多道熔覆層的耐磨性能進(jìn)行了比較，最后分析了熔覆過

2、程中容易產(chǎn)生氣孔和裂紋缺陷的原因和預(yù)防措施。具體的研究?jī)?nèi)容如下:
　　第一，為了更好地研究等離子熔覆技術(shù)的工藝和原理，對(duì)等離子熔覆處理系統(tǒng)的組成、等離子熔覆原理以及熔覆特點(diǎn)進(jìn)行了研究，并分析總結(jié)了電離氣流量、保護(hù)氣流量、等離子炬到工件的距離、工作電流、等離子炬的掃描速度、基體預(yù)熱溫度和送粉量這些工藝參數(shù)對(duì)熔覆層效果的影響情況。
　　第二，為了對(duì)Fe基合金粉末等離子熔覆718H模具鋼和45鋼熔覆層的組織和性能進(jìn)行研究，以718

3、H模具鋼和45鋼為實(shí)驗(yàn)基體材料，以Fe基合金粉末為實(shí)驗(yàn)粉末進(jìn)行研究，采用基于正交試驗(yàn)的718H模具鋼的試驗(yàn)方案，選擇了4水平7因素的正交表進(jìn)行研究，確定各試驗(yàn)參數(shù)范圍:工作電流100～280A，等離子炬的掃描速度100～700mm/min，等離子炬到工件距離12～21mm，基體預(yù)熱溫度150～300℃，送粉量140～260 g/min，電離氣流量2～8L/min，保護(hù)氣體流量1～4L/min;
　　采用基于正交試驗(yàn)的45鋼的試驗(yàn)方

4、案，選擇了3水平6因素的正交表進(jìn)行研究，確定各試驗(yàn)參數(shù)范圍:工作電流80～150A，等離子炬的掃描速度200～400mm/min，等離子炬到工件距離8～12mm，送粉量180～260 g/min，電離氣流量2～4L/min，保護(hù)氣體流量1～3L/min。
　　第三，采用極差分析法對(duì)基于正交試驗(yàn)的718H模具鋼的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了熔覆工藝參數(shù)對(duì)平均厚度、平均寬度和宏觀氣孔數(shù)量這三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，并運(yùn)用綜合平衡法分析得出

5、最優(yōu)工藝參數(shù)為:工作電流220A，等離子炬的掃描速度500mm/min，等離子炬到工件距離12 mm，預(yù)熱溫度150℃，送粉量220 g/min，電離氣流量8 L/min，保護(hù)氣流量3 L/min;借助MR5000金相顯微鏡觀察分析了718H模具鋼熔覆層、熱影響區(qū)和基體的顯微組織，采用HV-1000顯微硬度計(jì)依次測(cè)量各區(qū)域的顯微硬度，研究表明硬度分布大致呈三級(jí)梯度分布，熔覆層的硬度高于熱影響區(qū)的硬度，熱影響區(qū)硬度高于基體的硬度。采用極差

6、分析法對(duì)基于正交試驗(yàn)的45鋼的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了熔覆工藝參數(shù)對(duì)平均厚度、平均寬度和宏觀氣孔數(shù)量這三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，并用綜合平衡法分析得出最優(yōu)工藝參數(shù)為:工作電流150A，等離子炬的掃描速度200 mm/min，等離子炬到工件的距離12 mm，送粉速率260 g/min，電離氣流量4 L/min，保護(hù)氣流量2 L/min。接著詳細(xì)地分析了45鋼熔覆層、熱影響區(qū)和基體的顯微組織，依次測(cè)量各區(qū)域的顯微硬度并分析其原因，研究表明4

7、5鋼硬度分布是從基體到表面硬度大致呈梯度分布，熔覆層的硬度高于熱影響區(qū)的硬度，熱影響區(qū)的硬度高于基體的硬度。
　　第四，為了研究等離子單道和多道熔覆層組織和性能上的差異，借助MR5000金相顯微鏡觀察對(duì)單道熔覆、多道熔覆的搭接區(qū)域和非搭接區(qū)域熔覆層的橫截面進(jìn)行了顯微組織分析，運(yùn)用D/MAX-Ultima(Ⅳ)型X射線衍射儀對(duì)基體材料、718H模具鋼的單道熔覆層和多道熔覆層進(jìn)行了物相分析，采用HV-1000顯微硬度計(jì)依次測(cè)量單道熔覆