超声滚压表面强化技术的研究现状与应用

超声滚压表面强化技术是一种新型的材料表层后处理工艺，利用预置初始静压力和动态超声冲击力耦合的方式对材料表层进行往复加工，从而达到“削峰填谷”的光整效果，获得更深的表面纳米硬化层和有益的残余应力。首先介绍了超声滚压技术的加工原理和特点，然后从试验影响参数、数值模拟、性能应用、复合加工工艺等几个方面总结了超声滚压技术的研究进展，其中工艺参数(静压力、超声振幅、主轴转速、进给速度、进给量、滚压次数和覆盖率)的择优对材料组织与性能之间的调控效果具有明显改善作用，通过对试验研究中的工艺进行数值模拟，选取优化的工艺参数可以获得较好的材料表面完整性。重点综述了超声滚压处理对金属材料在耐磨性和耐疲劳性能等方面的改善效果，以及其他工艺辅助超声滚压技术对材料性能提升的协同调控作用，通过对超声滚压工艺参数的合理选择，能够实现材料表面纳米结构的形成、有益残余应力的转化和表面显微硬度的提升等方面的协同效果，从而改善材料的微观组织形貌、耐磨性、耐冲蚀性和耐腐蚀性等。最后总结了现有超声滚压表面强化技术存在的不足，并对今后的研究方向进行了展望，即进一步结合工程产品需求和应用领域进行技术创新，进而推动超声滚压表面强化技术的持续发展。     

放电加工对模具寿命的影响

放电加工工艺作为模具加工的主工工艺手段，对模具寿命的影响已受到人们的普遍关注，通过对放电加工表面热变质层微观特性的分析，论述了造成模具早期失效的原因和机理，介绍了预防模具人效电加工工艺的措施。     

金属外圆表面超声振动滚压加工技术的研究

通过对超声振动滚压加工机制的研究,分别设计了声振系统和刀具,并进行了滚压力、主轴转速、进给量、滚压次数等工艺参数对金属外圆表面滚压加工效果的研究,得到了最优加工工艺参数组合。     

超声表面滚压技术及其组合工艺现状

概述了USRP在磨损、疲劳以及腐蚀领域的防护现状,并对其防护机理进行了讨论。同时归纳了USRP技术存在的问题,比如当表面强化层的塑性变形程度达到一定的极限时,不仅很难进一步提高材料性能,继续加工更会导致起皱、开裂等表面缺陷的产生,最终致使材料性能恶化。在此基础上,重点综述了组合USRP工艺的研究进展,并按照组合工艺中USRP技术的时间顺序,分为前端组合(超声滚压–等离子渗技术、超声滚压–物理气相沉积技术、超声滚压–微弧氧化技术等)、后端组合(热处理–超声滚压技术、激光冲击–超声滚压技术、激光熔覆–超声滚压技术、激光选区熔化–超声滚压技术等)以及同步复合工艺(电脉冲辅助超声滚压技术、温度场辅助超声滚压技术等)。最后,就USRP技术及其组合工艺进一步的研究和发展方向进行了展望,为USRP后续研究及应用提供技术参考。     

减震器缸体热滚压成形工艺

介绍了JP-1型汽车减震器缸体热滚压成形模具的结构特点及工作原理、材料选择及抗粘结问题。     

超声滚压工艺研究

超声滚压工艺是一项复合超声冲击强化和滚压于一体的表面强化工艺,其优点是既能得到足够的压力层深度,又能得到较低的表面粗糙度值。研究了不同加工参数对弧高和表面粗糙度的影响,结果表明:步距、静压力和路径规划对弧高和表面粗糙度有着显著的影响,且发现残余压应力分布对于滚压方向敏感,滚压方向的残余压应力比其垂向的残余压应力小。Inconel 718材料经超声滚压强化后的表面粗糙度值可降低至Ra0.1μm,压力层深度可达0.5 mm,且具有较好的热稳定性。     

热作模热处理工艺的探讨

简述了热作模具主要失效方式及其原因，指出热处理工艺不当是导致热作模具早期失效的重要因素并对模具的热处理工艺进行了有益的探讨。提出采用表面渗碳或碳氮共渗、高温淬火热处理工艺，能使热作模具使用寿命大幅提高。实践证明，技术经济效果明显。     

大型曲轴模具失效分析及堆焊修复技术

针对某锻造厂服役条件下的大型曲轴模具寿命偏低的状况,对该类型模具失效原因进行了分析,同时对失效的曲轴模具进行了堆焊修复试验.研究表明,机械疲劳裂纹和热磨损是曲轴模具失效的主要原因,热疲劳和塑性变形一般不是此类模具失效的主要因素,但二者会加剧模具型腔的磨损,加速模具失效进程.提高模具的高温(650℃)强度、高温(650℃)冲击韧性和热稳定性等抗力指标可提高模具寿命.根据对比试验,选择国产RMD535和RMD647两种型号药芯焊丝对失效的曲轴模具进行了复合堆焊修复,经生产验证修复后的模具寿命得到显著提高,修复效果良好.     

5CrNiMo热锻模具堆焊修复工艺研究

对热锻模具失效型腔的疲劳层及裂纹进行碳弧气刨和打磨清理,将模具预热450℃保温10 h,采用Ф4.8 mm的EUREKA电焊条,用200 A左右直流电对型腔进行堆焊修复,之后进行450℃保温3 h、随炉缓冷到室温。将模具进行回火,550℃保温10 h、炉冷至200℃,再取出模具、用保温棉全部盖住模具缓冷至室温,按同样回火工艺进行第2次回火,型腔的堆焊层表面硬度51～52 HRC。上述工艺能提高模具型腔热强度、热硬性和热疲劳性,延长模具寿命。     

超声振动表层强化技术研究现状及展望

阐述了超声振动滚压技术对工件的表层强化原理，对超声振动滚压技术表面强化的研究现状进行了总结，指出了现阶段超声振动滚压技术表面强化研究的发展方向。依据超声振动滚压技术的研究思路，对超声振动喷丸技术进行了论述。介绍了超声振动表面强化与其他技术的复合强化原理及研究现状。对超声振动表层强化技术的发展方向进行了展望，包括向绿色可持续方向发展、超声强化与其他技术复合和创建工艺参数与强化效果之间的数据库。总结了当前超声振动强化技术及超声振动复合强化技术的研究。     

激光淬火技术在模具表面处理中的应用与展望

简述了通过模具生产零件的优点及其在工业生产中的地位,而且对模具使用寿命的影响因素进行了分析,并对模具失效的主要形式做了简要说明。总结了以往人们对金属进行表面改性几种主要的工艺方法,将激光淬火技术与传统的热处理工艺进行了对比,并指出了激光淬火的优点。总体概括介绍了激光淬火技术的发展历史、激光淬火硬化机理,指出了影响激光淬火工艺的参数和确定三种主要影响因素大小的试验方法,并分析了激光淬火处理后工件不同深度的组织形成过程和相应的各项性能,尤其是对第一层的相变硬化层形成过程中的原子扩散机理作了详细说明。针对提高材料表面吸收激光率而预处理的有效方法及优点进行了论述。简述了激光淬火过程中常用激光器有CO2激光和YAG激光及相应的用途。列举了热作模具、冷作模具、塑料模具各种不同钢经不同的激光淬火参数淬火后,其硬化层的组织和相应的显微硬度,指出了这三种模具钢利用激光淬火的主要目的。最后对激光淬火技术的优缺点作了总结,并对模具表面激光改性的未来进行了展望。     

热作模具钢热疲劳机理及性能改善的研究现状

热作模具钢的热疲劳性能是影响模具使用寿命的主要因素。对热作模具钢热疲劳性能的研究现状和评定方法进行了阐述,分析了组织演变、裂纹萌生和扩展对热疲劳性能的影响。同时对影响热疲劳性能的因素和改善热疲劳性能的方法进行了探讨和总结,并针对热作模具钢热疲劳研究的趋势进行了展望。     

拉深模激光毛化工艺参数实验研究

为改善拉深模摩擦和润滑条件,提高其使用寿命,提出使用激光毛化技术对其表面进行造型强化。通过实验对影响激光毛化效果的主要工艺参数进行研究,得到拉深模激光毛化的合适工艺参数范围,为拉深模激光毛化表面摩擦性能研究及毛化点尺寸优化奠定基础。     

提高H13钢热作模具寿命方法综述

延长热模具使用寿命，必须提高模具的耐磨性，红硬性，耐热疲劳性能及具有良好的强韧性。本文对提高H13钢热作模具使用寿命的各种热处理工艺进行了综述，以期促进这些工艺的应用和发展。     

楔横轧用U型挂环系列制坯模具的改进

电力金具悬挂件U型挂环的机械强度要求高,产品规格多,需求量大.常用的楔横轧模具在生产了一定量后,会发生较严重的磨损状况.为了探索延长楔横轧用U型挂环制坯模具的寿命,对传统形式的模具结构进行了改进.设计了2副工作面镶嵌H13热锻模钢的楔横轧模具,合理确定楔横轧工艺参数,5种规格U型挂环坯料均可在此模具上轧制,介绍了镶嵌工...     

LD钢在复杂异形粉末冶金模具中的应用

通过工艺试验和失效分析,指出了提高复杂异形粉末冶金模具使用寿命的改进措施。选用冷作模具钢LD替代GCr15钢制造复杂异形粉末冶金幕人,辅以优化的热处理工艺,使模具获得了高的韧性和一定的强度,大大提高了模具的使用寿命。     

长寿命热锻模的磨损分析与寿命预测

连续锻压生产中,热锻模承受热负荷与机械负荷,将导致热锻模因磨损、断裂、塑性变形、机械疲劳等形式失效,其中磨损失效所占比例最大.基于功能梯度材料和表面熔覆相结合的强化技术试制了长寿命热锻模试样,分析对比了均质热锻模和长寿命热锻模的磨损分布,并对两种热锻模使用寿命进行预测.研究结果表明,采用基于功能梯度材料和表面熔覆相结合...     

H—13钢铸造性能的研究

Ｈ－１３钢是近十几年来应用较为广泛的热作模具钢。几何形状复杂的大、中型模具采用铸造方法制作具有显著的经济效益。可是，目前对Ｈ－１３钢的铸造性能缺乏足够的认识，这方面的研究工作也很少见到报道。为推广应用铸造方法生产Ｈ－１３钢热作模具毛坯，对Ｈ－１３钢的铸造性能作了较为系统的研究，并获得了一组有价值的Ｈ－１３钢铸造性能数据，为高质量的Ｈ－１３钢模具的铸造打下了基础。     

超声辅助H13模具钢表面激光熔覆强化层组织分析

H13模具钢在制造业有广泛的应用,大多数的工作环境比较恶劣,表面经常会出现各种失效问题,因此需要对其表面进行强化处理. 单一进行激光表面强化处理时,强化层的性能往往达不到预期需求,进而采用超声辅助的方法进行强化涂层的制备. 基于超声辅助激光熔覆的过程中,通过对H13模具钢进行熔覆强化层的制备,探究超声功率对熔覆层尺寸及微观组织的影响. 结果表明,施加超声振动后增大了熔池表面的润湿性,焊缝表面变得相对平坦,超声振动使熔覆层内的元素分布更加均匀,晶粒更加细化,施加超声振动后的熔覆强化层显微硬度比未施加超声振动提高了21%. 用激光熔覆修复模具的同时施加超声振动,可以大幅度的提高模具表面的各种力学性能,延长模具的服役时间.     

热挤压模具钢的热处理工艺改进

介绍了3Cr2W8V钢热挤压模具的使用条件及失效特征,分析了该模具的热处理工艺,并提出了工艺改进方案,有效地延长了热挤压模具的使用寿命.实际应用表明,模具使用寿命从2000件提高到7000件左右.