提高电火花熔覆效率的研究

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1、提高电火花熔覆效率的研究1绪论1.1电火花熔覆技术电火花熔覆工艺包括以下三个方面：熔覆前的准备工作、熔覆方法和熔覆后的处理方法。(1)了解需要强化或修复的零部件工作要求和性能指标。要了解零部件的材料种类、工作表面状况、工作条件和熔覆后零部件应该达到的技术指标，通过对以上的充分认识，以此来确定是否可以采取电火花熔覆工艺。(2)确定需要熔覆的部位。刀具、模具和机械零部件通常是因为磨损失效而将其报废，一般磨损部分通常都是工作表面，因此，只需要对其工作表面进行相关的熔覆操作就可以有效提高工件的使用周期。(3)清洁需要熔覆的部位。刀具、模具和机械零部件的表面由于工作环境的原因会有油

2、渍或锈斑，对需要熔覆的部分应去除这些影响熔覆效果的因素。如可用酒精或丙酮等去除油渍，用砂轮或砂纸等去除锈斑。(4)选择合适的工艺参数。为了提高熔覆效率和降低表面粗糙度，不同电极材料熔覆，需要选择不同的工艺参数。一个合适的工艺参数是经过大量实验后总结出来的。(5)选择合适的电极材料。电极材料的选择尤为重要，直接决定了熔覆后工件的性能指标。例如根据熔覆后工件的耐磨性、硬度、耐蚀性等指标就可以推断出工件的使用周期。(6)测试试验。当需要强化或修复工件时，如果该工件比较昂贵或者工件材料比较特殊，则在熔覆之前最好用于工件材料相同的材料进行熔覆试验，以便确定电极材料、工艺参数和熔覆时

3、间的最佳组合。........1.2研究意义与研究内容随着工业的发展，人们对于工、模具等零部件的性能指标要求越来越精密，设备因此变得越来越昂贵，零部件的维修费用越来越多。如何能够在仅通过微小修复的基础上令设备继续运营，便成了研究中的重中之重。传统的氩弧焊、激光熔覆、等喷涂等表面处理技术往往存在着修复设备贵、复杂，热输出大，修复后的工件易产生内应力等缺点而损害设备。电火花熔覆技术具有热输入小，修复精密，不产生内应力等优点，这使得电火花熔覆技术在修复精密模具时具有不可比拟的优势。由于Ni基熔覆层工艺好，具有优良的耐磨、耐蚀性能，对进行精密修复后延长零部件的使用寿命具有极高的工

4、业使用价值。虽然国内外在近十几年来对电火花熔覆技术有了较为深入的研究，但是对于如何能有效的提高熔覆层厚度的研究仍然没有突破性进展。本文以增大熔覆层的厚度为目的，通过对熔覆层的微观形貌、元素分布等的分析来找出阻止厚度增加的原因。主要研究内容如下：1、通过试验的办法探求电极材料与各种工艺参数对熔覆效率的影响，并通过正交试验的方式找到最优工艺参数组合。2、通过对高低能量组合熔覆与单纯高能量熔覆后的工件进行对比来探求能量高低对熔覆效率的影响。3、更换不同的电极材料相互进行熔覆，并与始终用一种电极材料的熔覆效率相比较。4、将采用正交试验最优参数组合熔覆后的工件和更换电极材料熔覆后的

5、工件进行表面形貌分析、元素分析、能谱分析等，分析其影响熔覆效率的机理。并对Ni基电极的质量过渡系数与熔覆层增厚之间的关系进行探讨。.......2试验材料与方法2.1电火花熔覆设备试验所用的熔覆设备是型号为ESD-03型的电火花熔覆修复机（见图2-1），最大放电功率1500o钢表面熔覆。试验结果表明：熔覆层的主要成分为NiCrFe和FeNi，为电极元素和工件元素发生互相迁移后形成的合金化涂层，并且涂层的硬度大约是工件的两倍。孙福娟[57]是以Ni35作为电极材料对C130合金进行了电火花修复操作。试验结果表明：涂层与工件相比，其显微硬度提高了一倍，同时也发现涂层内部存在着

6、大量的缺陷。谭业发[58]通过在工件材料为Q235钢表面制备镍基合金涂层后发现：涂层组织致密与均匀，具有较少的缺陷，且工件表面的耐磨性也有显著提高。一般可以选择硬质合金、白口铸铁、青铜等材料作为电极材料对工件表面进行强化，该类材料能有效提高零部件的表面硬度，增大零部件的耐磨性[59]。本课题选择NiCr3镍基、H08Mn2Si和H62作为电极材料，考察不同电极材料之间的熔覆效率和采用NiCr3作为电极材料时的最佳工艺参数。........3高效熔覆的试验研究......253.1电极材料对熔覆效率的影响........253.2单因素变量对熔覆效率的影响.........

7、..293.3工艺优化正交试验........363.4质量过渡系数.......433.5本章小结.......454电火花熔覆层的微观分析......464.1电火花熔覆层的表面形貌...........464.2电火花熔覆层的元素分析....474.3电火花熔覆层的物相分析...........504.4电火花熔覆层截面的能谱分析...........504.5本章小结........525交替熔覆方法的研究......535.1高低能量交替熔覆方法的研究...........535.2不同电极材料的交替熔覆......