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时间:2018-12-08
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1、于正交实验的H13钢模具电火花表面强化技术参数的优选结果探讨[摘要]电火花表面强化是ni3钢模具加工中的一道重要工序,对保证模具良好应用性能具有重耍意义,通过对电火花表面强化技术进行研宄,分析技术参数与强化结果之间的关系,可以有效提高电火花表面强化技术水平。传统的电火花表面参数的优选方法都是比较复杂的,木文提出了一种更为简单的正交实验优选方法,通过试验并对试验结果进行分析,发现电火花表面强化效果在很大程度上受电极材料的影响,并通过对强化层的耐磨性能、组织结构以及显微硬度等进行综合分析,证明石墨电极是一种最好的电火花表面强化电极。[关键词]H13钢电火花表谢强化技术参数正
2、交试验电极材料中图分类号:TG661文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)28-0170-01H13钢具有众多的应用优点,是一种综合性能良好的模具加工材料,但是,在高温加工条件下,材料表面会受到液化金属的侵蚀,会对钢材的组织结构造成破坏,进而影响其使用性。为了充分发挥H13钢在模具中的应用优势,就需要采用屯火花表面强化技术,在高温加工过程中,对其表面进行保护,降低金属液对钢材组织结构的破坏影响,确保H13钢模具具有良好的应用性能。所以,便需要不断加强对电火花表面强化技术的研宄,进行技术改进和技术优化,增强电火花表面强化结果。1.试验目的电火花表面强化技术
3、是模具加工生产中的一项重要技术,对提高模具使用性能具有重要意义。虽然前人对该项技术进行了大量研究,但是仅仅停留在某些电极或者某些电参数等局部工作,没有形成较为全面化、系统化的研究结果,无法准确判断电火花表面强化技术参数对强化结果的具体影响,所以,本文采用正交实验法对其进行了研宄,希望能够提供借鉴。2.H13钢模具电火花表面强化技术参数的优选试验过程釆用正交实验法对H13钢模具进行电火花强化试验时,所用设备为自制强化机,因为试验所用材料都是1113钢,既试验材料的基体是相同的,所以,在对试验进行比较、分析的时候,只需要从电极和电路系统两方面进行考虑即可。在试验过程中,使电
4、极材料、电参数、电极运行速度三个因素不同,并分别设置三个试验组,所用电极材料分别为石墨、YG8硬质合金以及Crl2MoV钢,所用电参数分别为电压10V、电容1500mF,电压20V、电容1500uF,电压30V、电容1500pF,所用电极运行速度分别为100mm/min、200mm/min以及不设置。然后以电极材料的耐磨性能作为判断试验结果的重要依据,分析三组试验的优劣性[1]。以酮200磨损试验机的运行参数为标准,对H13钢模具材料进行相应的调整,将其制作成内外径分别为16mm和30腿1的圆环形状,试件厚度为10mm。然后采用正交实验法,对三个试验组电火花表面强化结果
5、进行分析,并对电极的磨损程度进行比较。在对H13钢材试件进行强化处理时,除GCrl5配有上试件之外,其他都采用下试件方式进行处理,GCrl5加载120kg的砝码,将上轮转速和下轮转速分别设置为160r/min以及180r/min。经过两个小时之后,使用丙酮对试件进行清洗,在试件完全干燥后,使用天平称量试件的质量,与试验前的质量进行比较,进而判断试件的磨损程度,所用天平型号为AG206电子天平,分度值大小为0.lmg。为了确保试验结果的精准性,每种试验>7案都要进行多次操作,将多次实验结果进行整合,取平均值作为最终依据,对试件的磨损程度进行比较,判断试件耐磨性能的优劣性。
6、同时,还需要使用电子显微镜对试验前后的强化层组织面貌进行观察,并沿模具强化层的深度方向,使用品微硬度测量仪器测量其显微硬度,本试验中所用电子显微镜以及显微硬度测量仪器的型号分别为HITACHIS-580以及HV-1000o在测量显微硬度的时候,需要在试件表面施加150g重砝码,保压15s[2]。1.H13钢模具电火花表面强化技术参数的优选试验结果3.1强化层的耐磨性能对试验数据经完善,得到较为全面、准确的磨损数据,然后再利用极差法对正交实验结果进行分析、比较,对不同试件的耐磨性能进行比较。计算、分析结果表明,电极材料为石墨,电参数为电压10V、电容15⑻PF,电极运行速
7、度为100mm/min的试件质量磨损最小,耐磨性能最好。并且,三种因素对电火花表谢强化层耐磨性能的影响程度是不同的,其中电极材料的影响最大,电极运行速度的影响最小。同时,根据正交实验结果可知,当电参数和电极运行速度相同、电极材料不同时,电火花表面强化层的耐磨性能也是不一样的,其中电极材料为石墨的强化层耐磨性能最好,而电极材料为YG8硬质合金的强化层耐磨性能最差。当电极材料和电极运行速度相同时,因为电参数较小一次性融化的金属体积小,强化点小,强化层表面摩擦系数和磨损度较低,所以强化层的耐磨性能会随着电参数的减小而增强。如果控制电极材料和电参
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