精密冲压模具激光熔覆层性能及再制造研究

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1、精密冲压模（申请工学硕士学位论文）具激光熔覆层精密冲压模具激光熔覆层性能及再性能及制造研究再制造研究培养单位：材料科学与工程学院刘娇学科专业：材料加工工程姣研究生：刘娇姣指导老师：李爱农副教授武汉理工2014年5月大学万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目精密冲压模具激光熔覆层性能及再制造研究英文Studyonthepropertiesoflasercladdedlayerand题目remanufacturingofprecisestampingmould研究生姓名刘娇姣姓名李爱农职称副教授学位博士指导教师单位名称材料加工焊接实

2、验室邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称材料加工工程论文提交日期2014年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全

3、了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：万方数据摘要精密冲压是一种高效率、高质量和高附加值的精密塑性成形工艺，可以一次冲裁获得高质量的零件。随着精冲技术的发展，精冲

4、模具的寿命成为影响精冲行业发展的主要瓶颈。因此，对局部失效的精冲模具进行激光熔覆再制造研究，以解决精冲模具高成本低寿命的问题，实现高质量的成型和节能降耗，具有非常重要的理论价值和现实意义。本文采用激光熔覆技术对精密冲压模具进行再制造设计，以Fe360合金粉末为粘接相，Cr3C2、MoS2作为耐磨、减摩颗粒，采用半导体激光器，在45钢表面制备出具有耐磨减摩性能的激光覆层。利用金相显微镜、XRD、SEM、电子探针等测试手段分析了覆层的成分及组织结构，采用HT1000摩擦磨损试验机，测试了覆层的摩擦磨损性能。采用正交试验获得耐磨减摩性能最佳的覆层配方

5、及制备参数，并初步讨论了精密冲压模具钢Cr12MoV的再制造设计问题。研究表明，45钢表面激光熔覆Fe-Cr3C2-MoS2复合覆层成形良好、组织致密，熔覆层与基体材料呈良好的冶金结合。熔覆层中，从熔合线至覆层表面，依次结晶为厚度约5μm的平面晶、柱状及树枝晶、表层等轴晶。分析测试表明，激光熔覆Fe-12Cr3C2-6MoS2合金覆层材料的组成相主要有Fe-Cr-Ni固溶体、M3C2、M23C6型碳化物耐磨相，MoS2及CrS减摩润滑相，固溶体及合金碳化物共同强化了覆层，覆层平均显微硬度达750HV0.2，较Fe360覆层硬度提高了约100HV

6、0.2。摩擦磨损试验表明，与Fe360覆层相比，具有复合功能的Fe-12Cr3C2-6MoS233覆层摩擦系数由0.378降低到0.22，体积磨损率由0.92mm/m降低到0.5mm/m；与正火态45钢相比，覆层的摩擦系数及体积磨损率分别降低了47%和87%。通过正交试验设计，以覆层配方和激光扫描速度为因素-水平指标，以覆层的摩擦系数和体积磨损率作为评价指标，分析得出最优覆层实验配方为Fe-12Cr3C2-4.5MoS2、最佳扫描速度为8mm/s。经合理的点估计可知，该最优配3方的摩擦系数和体积磨损率分别为0.16、0.293mm/m，低于所有

7、正交试验配方。对比研究正交试验直观分析中性能最佳的覆层（Fe360+12Cr3C2+6MoS2）与Cr12MoV钢激光淬火层，结果表明，直观分析最佳覆层的摩擦系数和体积磨损率较Cr12MoV钢淬火层均下降了52%，覆层性能显著优于模具钢基体，大大提升了模具的抗磨损能力。结合冲压模具Cr12MoV材料及热处理性能特点，进行了模具再制造可行性设计。关键词：精密冲压模具，激光熔覆，耐磨减摩，再制造i万方数据AbstractPrecisestampingtechnologyisadeformationprocessingofhighefficiency

8、,highqualityandhighadded-valuewhichcanattainhighqualityproductsatonetime.Ho