模具的复合激光熔敷改性工艺研究

采用感应一激光的复合激光熔敷技术,在H13钢热作模具表面制备了混合金属熔覆层,并进行了高温表面硬度涂层形貌、模具耐磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。结果表明,复合激光熔敷可使模具的耐磨损性能和热疲劳性能较常规激光熔敷得到显著提高,25、300和600℃的磨损体积分别减小8%、91%和91%,网状裂纹从5级变为1级,主裂纹从4级变为1级,热裂纹从9级变为2级。耐磨损性能和热疲劳性能较常规激光熔敷得到了显著提高。     

基于神经网络的汽车连杆锻压工艺优化

以模具加热温度、预热温度、始锻温度、终锻温度和锻压速度为输入层参数,以冲击性能、耐磨损性能为输出层参数,构建了汽车连杆锻压工艺优化的5×25×15×2四层神经网络模型。结果表明,神经网络模型的预测误差小于3%,具有较强的预测能力和较高的预测精度。与生产线原锻压工艺相比,采用优化工艺生产的汽车连杆冲击吸收功增大24%,磨损体积减小35%。使用优化工艺生产的汽车连杆冲击性能和耐磨损性能得到提高。     

铸造工艺参数对汽车增压器涡轮性能的影响

采用不同工艺对汽车增压器涡轮进行了铸造,并对其进行了热疲劳性能和耐磨损性能的测试与分析。结果表明:随浇注温度从1425℃上升至1550℃或模具预热温度从320℃上升至400℃,试样的热疲劳性能和耐磨损性能均先提高后下降;涡轮的浇注温度和模具预热温度分别优选为1500℃和380℃。     

热作模具的表面强化新技术

综述了热作模具的热处理新技术和表面改性技术以及纳米技术在模具强化中的应用,通过表面强化新技术,提高其高温强度、冷热疲劳抗力、耐磨损性等性能,从而提高热作模具的使用寿命。     

热处理工艺对含镁新型热挤压模具性能的影响

为了研究热处理工艺对4Cr5Mo Si V1Mg1含镁新型热挤压模具的耐磨损性能和抗热疲劳性能的影响,选用6种不同的工艺对含镁新型热挤压模具进行热处理,并对热处理后的模具分别进行表面硬度测试、500℃高温摩擦磨损试验及热疲劳试验。结果发现:当退火温度从820℃提高到920℃或淬火温度从1000℃提高到1080℃时,模具的表面硬度、耐磨损性能和抗热疲劳性能均先升高后下降;与870℃×8 h常规退火相比,采用870℃×2 h+700℃×6 h等温退火可以使模具的表面硬度增加14%、500℃磨损体积减小45%、网状裂纹级别从2级减小至1级、主裂纹级别从2级减小至1级、热疲劳裂纹级别从4级减小至2级。因此,含镁新型热挤压模具的退火工艺优选为870℃×2 h+700℃×6 h等温退火,淬火温度优选为1040℃。     

局部热处理对新型冷作模具钢组织与性能的影响

采用不同功率的激光对含稀土La和石墨烯的新型冷作模具钢进行了局部热处理,并对显微组织、表面硬度和耐磨损性能进行了测试与分析。结果表明,随激光输出功率的增加,该新型冷作模具钢的平均晶粒尺寸先基本不变后逐渐增大,表面硬度先增大后减小,耐磨损性能先提高后降低;激光输出功率优选为800 W。与未经局部热处理试样相比,采用800 W激光输出功率进行局部热处理的新型冷作模具钢中碳化物由粗大的网状结构变为细小的颗粒状弥散分布在基体中。     

基于模糊PID控制的机械连杆锻压工艺优化

为了优化机械连杆的锻压工艺,提升机械连杆锻件的力学性能和耐磨损性能,分别采用常规PID控制和模糊PID控制方法对铝基复合材料机械连杆锻压过程进行控制,并对两种控制方式下锻压机械连杆的室温力学性能和耐磨损性能进行了测试与对比分析。结果表明:与常规PID控制相比,采用模糊PID控制时连杆抗拉强度和屈服强度分别增大了36和45 MPa,经20 min磨损试验后连杆的磨损体积减小42.3%。模糊PID控制方式显著优于常规PID控制,采用模糊PID控制的锻压机械连杆的力学性能和耐磨损性能均优于常规PID控制,有利于提高锻压机械连杆的综合性能。     

等温热处理对机床导轨耐磨性能和热疲劳性能的影响

对GCr15Sr新型机床导轨分别进行了常规热处理和等温热处理,并测试和分析了导轨的耐磨损性能和热疲劳性能。研究发现:等温热处理可以显著改善GCr15Sr新型机床导轨的耐磨损性能和热疲劳性能;与常规热处理相比,等温热处理的导轨-40℃磨损体积减小48%,25℃磨损体积减小41%,150℃磨损体积减小59%;在500~25℃冷热循环1000次后的热疲劳裂纹级别从13级变为9级。     

延长高速钢模具使用寿命的热处理工艺研究

采用不同的工艺对M2高速钢模具进行热处理,并测试和分析试样的表面硬度、耐磨损性能和抗冷热疲劳性能。结果表明,分级退火和预热后再淬火的热处理工艺有利于细化M2高速钢模具组织中的碳化物、提高表面硬度、耐磨损性能和抗冷热疲劳性能;延长M2高速钢模具使用寿命的热处理工艺优选为:采用(875±5)℃×3 h+(750±5)℃×5h分级退火,空冷;采用(500±5)℃×1 h预热+(1 200±5)℃×3 h淬火,油冷至200℃后空冷;采用(540±5)℃×6 h回火,空冷。     

热处理工艺参数对Cr2Ni4MoV钢机械转子性能的影响

采用不同淬火温度和回火温度对Cr2Ni4Mo V钢转子进行了热处理,并进行了耐磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。结果表明:在试验条件下,随淬火温度和回火温度的提高,转子的耐磨损性能和热疲劳性能均先提高后下降;当淬火温度为860℃、回火温度为600℃时,转子的磨损体积最小,主裂纹深度和主裂纹宽度最小,耐磨损性能和热疲劳性能最佳。Cr2Ni4Mo V钢转子的热处理工艺参数优选为:淬火温度860℃、回火温度600℃。     

热作模具的复合冷喷涂改性研究

采用超声振动辅助复合冷喷涂方法,进行了3Cr2W8V热作模具的复合金属粉末改性试验,并进行了SEM、EDS分析和高温力学性能、热疲劳性能和高温耐磨损性能的测试与对比分析。结果表明,超声振动辅助复合冷喷涂可显著提高模具的高温力学性能、热疲劳性能和高温耐磨损性能;与未经改性的3Cr2W8V热作模具相比,复合冷喷涂可使模具的550℃抗拉强度和屈服强度分别增加154%和175%;1000次550~25℃循环后的热疲劳裂纹级别从10级变为2级;300、600℃的磨损体积分别减小90%和94%。     

热处理对DAC 55压铸模具性能的影响

采用不同工艺对DAC 55压铸模具进行热处理,利用高温洛氏硬度计、摩擦磨损试验机和箱式电阻炉对试样的高温硬度、高温磨损性能和热疲劳性能进行测试与分析。结果表明,适当的热处理可以提高DAC 55压铸模具的高温硬度、耐高温磨损性能和抗热疲劳性能。与未进行热处理的试样相比,分级淬火和(600±10)℃二次回火可使DAC55压铸模具在200℃和500℃下的表面硬度分别提高16.3 HRC和19 HRC,磨损体积分别减小96.07%和92.51%。     

基于神经网络算法的连杆锻压工艺优化

基于神经网络算法,以连杆材料、始锻温度、终锻温度、毛坯预热温度、模具加热温度和锻压速度为输入层参数,以屈服强度和耐磨损性能为输出层参数,构建了三层拓扑结构的连杆锻压工艺优化模型,并进行了模型的训练、预测和应用验证,以及连杆的屈服强度和耐磨损性能的测试与分析。结果表明,神经网络模型具有较强的预测能力和较高的预测精度。与生产线现用工艺相比,采用神经网络模型优化工艺制备的连杆屈服强度和耐磨损性能均得到明显提高;40Cr和42CrNiMo连杆屈服强度分别增加69 MPa、56 MPa,40Cr和42CrNiMo连杆磨损体积分别减小44%、40%。     

新型轴承钢的始锻和终锻温度优化

为优化锻造工艺以提高新型含锶轴承钢的性能和使用寿命,采用不同的始锻温度和终锻温度进行了新型含锶轴承钢的锻造成形,并进行了耐磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。试验结果表明:随始锻温度从1120℃增加至1240℃、终锻温度从900℃增加至975℃,新型含锶轴承钢的耐磨损性能和热疲劳性能呈现先增强后弱化的变化趋势。适当增加锻造温度可提高轴承钢试样的耐磨损性能,磨痕的宽度和深度均变浅,磨损量变小,还能阻碍裂纹的萌生和发展。从提高新型含锶轴承钢试样的耐磨损性能和热疲劳性能出发,其锻压工艺优选始锻温度为1180℃、终锻温度为950℃。     

基于神经网络的镁合金汽车车轮锻压工艺优化

采用5×30×10×2四层拓扑结构,以模具温度、锻件温度、成形速率、摩擦因子和保压时间作为输入层函数,以耐腐蚀性能、耐磨损性能作为输出层函数,构建了镁合金汽车车轮锻压工艺神经网络优化模型并进行了训练、预测、验证和生产线应用,以及试样的显微组织、耐腐蚀性能和耐磨损性能的测试与分析。结果表明,该神经网络优化模型预测能力强、预测精度高,输出的耐腐蚀性能预测相对误差在1.1%~2.8%之间、耐磨损性能的预测相对误差在1.3%~2.9%之间。与生产线现用工艺参数相比,采用神经网络模型优化工艺参数获得的镁合金汽车锻压车轮的腐蚀速率减小40%、磨损体积减小32%,耐腐蚀性能和耐磨损性能得到明显提高。     

不锈钢内齿圈的锻造工艺优化

采用不同的模具预热温度、锻压温度和锻压速度对X10Cr Ni Mo Ti18-12不锈钢内齿圈进行了锻压试验,并进行了耐磨损性能和冲击性能的测试与分析。结果表明,随模具预热温度从300℃增加至500℃,锻压速度从20 mm/s增加至35 mm/s,或锻压温度从950℃增至1150℃,不锈钢内齿圈的耐磨损性能和冲击性能均先提高后下降。不锈钢内齿圈的模具预热温度优选为480℃、锻压温度优选为1050℃、锻压速度优选为32 mm/s。     

仿生非光滑耦合模具的耐磨损和热疲劳性能研究

采用激光仿生数控制备系统,在H13热锻模具表面进行仿生非光滑耦合处理,并研究了仿生非光滑耦合处理对模具表面硬度、耐磨损性能和热疲劳性能的影响。结果表明,适当的激光工艺参数可制备出网格状的仿生非光滑耦合单元体,单元体横截面为凸包状单元体结构;与未进行表面处理的H13钢热锻模具相比,仿生非光滑耦合处理使模具的表面平均硬度增加19%,800℃磨损体积减小81.7%;1000次20~800℃冷热循环后模具的主裂纹平均宽度减小91.2%,平均深度减小87.3%。     

锻压速度对连杆力学性能和耐磨损性能的影响

采用11种不同的锻压速度对40Cr钢连杆进行了锻压,并进行了力学性能和耐磨损性能的测试分析。结果表明:随锻压速度从2 mm/s增大至22 mm/s,40Cr连杆的力学性能和耐磨损性能均先提高后下降。与2 mm/s锻压速度相比,18 mm/s锻压速度下的连杆抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别提高了11.3%、36.8%、131.3%,磨损体积减小了84.9%。从提高力学性能和耐磨损性能出发,40Cr连杆的锻压速度优选为18 mm/s。     

热处理工艺对机械齿轮耐磨和热疲劳性能的影响

采用不同的工艺对17Cr Ni Mo V钢机械齿轮进行了热处理,并进行了齿轮的耐磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。结果表明:与150k W常规感应淬火相比,150k W感应淬火后深冷处理的复合热处理使17Cr Ni Mo V机械齿轮的磨损体积减小41%,主裂纹平均深度减小35%,主裂纹平均宽度减小43%。齿轮的热处理工艺优选为150 k W感应淬火后深冷处理的复合热处理工艺。     

基于模糊PID控制的汽车连杆锻压性能研究

在汽车连杆的锻压过程中,精确控制温度是非常重要的。本文采用常规PID控制和模糊PID控制进行了36MnVS4钢连杆的锻压,并进行了锻件性能的测试和分析。结果表明:与常规PID控制相比,模糊PID控制生产的汽车连杆用36MnVS4钢的磨损体积减小28.6%,冲击吸收功增大18.8%,热疲劳试验后试样主裂纹平均宽度减小27.6%,主裂纹平均深度减小27.3%。模糊PID控制提高36MnVS4钢连杆试样的磨损性能、冲击性能和热疲劳性能。