电弧喷涂沉积钢基模具过程的计算模拟

为了分析电弧喷涂制备钢基模具过程中的残余应力和变形,运用有限元计算分析了喷涂沉积层的温度场和应力场。在计算过程中首先分析了金属液滴的扁平化过程和传热问题;然后采用温度场与应力场耦合计算,模拟了钢基模具的喷涂制备过程,获得了不同时刻喷涂层内温度和应力的分布情况。并在此计算的基础上,分析了温度的分布对沉积层内残余应力和最终变形的影响,为模具尺寸设计和喷涂工艺制订提供了依据。     

基于电弧喷涂技术的钢基模具快速制造方法

在由快速原形技术得到的3D模型上采用热喷涂方法进行逐层喷涂,最终沉积为具有预定内部型腔尺寸和外观形状的钢基汽车拉延模具.这些模具采用高强钢丝材喷涂而成,能够满足模具使用寿命的要求.通过喷涂丝材选择和喷涂层冷速的控制来保证在沉积层中形成马氏体组织,使沉积层具有足够的硬度和耐磨性,并具有良好的抗裂性.还通过有限元方法分析了沉积层的温度和应力,以保证模具的尺寸精度.采用这种工艺制作了实际生产应用的钢基拉延模具,其尺寸精度和力学性能可以满足要求,并已经在生产中试用.     

喷涂制备钢基模具工艺及材料

采用电弧喷涂与快速原形技术相结合,成功地制备了钢基拉延模具。在该模具的制备工艺过程中,陶瓷模型的制备为关键环节。在模具喷涂时,采用马氏体不锈钢或高碳钢丝材可以获得符合该模具使用要求的沉积层,其硬度和耐磨性均能够满足使用要求。所制备的模具沉积层中的马氏体相变可以导致体积膨胀,补偿了冷却收缩,提高了模具的尺寸精度。     

基于RP技术的电弧喷涂板料冲压模具快速制造

提出并实现了以快速原型(RP)技术和电弧喷涂技术(AMS)为核心的板料成形模具快速制造新工艺。详细介绍了该工艺中涉及的诸多技术问题，如面向板料成形模具的光固化原型制造、石膏过渡模型翻制、金属电弧喷涂工艺参数及模具加固等问题，并提出二次结构设计方法。通过实验分析了水固比对石膏浆料浇注性能和凝固体强度的影响。应用该工艺方法制造了典型的板料冲压模具，证明该工艺方法能实现板料成形模具的快捷、低成本制造。     

电铸与电弧喷涂相结合制造EDM电极

以制造叶片模具电极为例，详细介绍了以叶片原型为母模，通过翻制硅橡胶过渡模、化学镀、电铸和喷涂等工艺手段制造EDM电极的过程。实验证明；电铸与电弧喷涂相结合制造EDM电极，制造周期、成本分别为电铸的25%和10%。     

铝合金压铸模表面等离子喷涂强化的研究

针对铝合金压铸模具极易出现点蚀、磨损以及脱模性能差等问题,采用等离子喷涂工艺在模具材料H13 钢基体上制备Al2O3-TiO2 陶瓷硬质涂层,通过正交试验优化了喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离。分析结果表明:采用优化工艺对模具材料进行表面强化处理,显著改善了模具材料的硬度、耐磨性及脱模性,表面平均硬度最高可达976. 1HV,摩擦系数在0. 4 左右,浸高温铝液后的粘铝较少。     

基于电弧喷涂和电刷镀的快速制模技术

提出了1种电弧喷涂和电刷镀一体化的快速制模技术 ,该技术采用电弧喷涂工艺在母模表面快速沉积一层致密的低熔点金属薄壳 ,从而制作出模具的型腔 ,然后采用电刷镀工艺在模具工作表面刷镀强化涂层 ,以显著提高模具表面的硬度和耐磨性。并介绍了电弧喷涂和电刷镀一体化快速模具制造设备 ,所述快速模具制造方法和设备用于汽车新车型开发和样车试制 ,可以显著降低开发成本、缩短试制周期     

压铸模具内喷涂技术的开发与应用

模具润滑剂良好的喷涂效果是取得好的铸件表面品质的关键因素。而现有的喷涂方式往往无法兼顾整个型腔表面,常有因喷涂不良、局部粘模、拉伤的情况发生。通过开发使用模具内喷涂技术,可以有效地解决这一问题。这种内喷涂装置仅由模具内部设计的喷涂管道和一个雾化器组成,其特点是充分利用了压铸机上原有的管路及控制单元,雾化器一端与喷涂机械手上涂料管和气管直接联通,另一端与模具上内喷涂管道入口连接,实现了与压铸机上喷雾机械手的同步动作。实际验证表明,采用内喷涂技术,大大降低了铸件废品率,确保了生产过程稳定。     

汽车覆盖件模具的电弧喷涂快速制造工艺

通过实例介绍了汽车覆盖件模具电弧喷涂快速制造的工艺过程,阐述了制模过程中的材料和工艺参数的合理选择,并成功地制备出覆盖件凸凹模具,进行了实际应用。结果表明,该制模方法具有工艺简单、制作周期短、模具成本低、精度高等优点,为汽车覆盖件模具的快速制造提供了新的制造方法。     

大型水压机柱塞的电弧喷涂

1200t水压机的主柱塞总长5520mm,最大直径860mm(在全长中占2510mm)。为修复最大直径上的磨损表面,选用了电弧喷涂工艺。采用沈阳工业大学研制的新型电弧喷涂设备,在磨损表面上喷涂铝青铜过渡层和4Cr13马氏体不绣钢硬化层。喷涂后通过了封孔处理。     

电弧喷涂制造汽车覆盖件模具

以轿车前翼子板为例 ,阐述了电弧喷涂制作汽车覆盖件模具的工艺流程、电弧喷涂、石膏型制作、表面处理、背衬材料的浇注以及试模等关键技术。实践证明 ,电弧喷涂制造汽车覆盖件模具 ,成本为钢制模具的15 %～18 % ,制造周期为机械加工的25 % ,为产品开发、模具试制提供了技术保证     

烧结电除尘器气流分布板表面喷涂材料的选择

对普通低碳钢气流分布板进行表面喷涂处理,达到增强分布板耐磨性,进而提高分布板使用寿命的目的.通过化学成分、硬度、耐磨性、结合强度等方面的分析比较,最终确定用铁基喷涂粉作为烧结电除尘器气流分布板的表面喷涂材料.     

Ni－Cr－B－Si合金粉末等离子喷涂层的高温性能及其在滚锻模上的应用

研究了Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ合金粉末等离子喷涂层的高温抗氧化性能、耐磨性、热稳定性，并介绍了其在连杆毛坯滚锻模上的应用．结果表明，这种涂层的某些高温性能大大优于５ＣｒＮｉＭｏ钢，在冲击载荷不大的场合，可以作为热锻模的强化方法．     

粉末复合电弧喷涂层耐磨性能研究

为了提高材料的耐磨、耐蚀性能,并降低生产成本,开发了粉末复合电弧喷涂技术.在45钢基体上分别用普通电弧喷涂和粉末复合电弧喷涂制备涂层,通过使用金相显微镜、摩擦磨损试验机、表面形貌仪、扫描电子显微镜对涂层显微组织及摩擦学性能进行了分析.试验结果表明,在与钢件对磨(干摩擦)时,粉末复合电弧喷涂层与普通电孤喷涂层相比,摩擦系数稍低,粉末复合电弧喷涂层具有较高的硬度和更好的耐磨性.     

S135钻杆材料等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层组织与性能

目的选用石油钻井工程中常用的S135钻杆钢作为研究对象,在不破坏S135钢优异力学性能基础上,在S135钢基体上等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层,研究喷涂功率对涂层的组织与性能的影响。方法在25、30、42 kW三种喷涂功率下,于S135钻杆材料基体表面制备Al2O3+TiO2涂层,对涂层表面进行SEM形貌观察及XRD物相分析,对端面进行金相组织观察,并测定不同位置的显微硬度,借助于材料表面性能试验仪进行涂层与基体结合强度测定,对不同功率下的喷涂涂层的组织、形貌及性能进行比较。结果在三种功率条件下,涂层由α-Al2O3、γ-Al2O3、Al2TiO5及TiO2组成。随着喷涂功率的增加,涂层中γ-Al2O3、Al2TiO5的含量增加;粘结层中气孔、裂纹等缺陷减少,孔隙率下降。在42 kW喷涂功率下,涂层与基体的结合强度达到92 N。在热喷涂过程中,由于正火作用,靠近喷涂界面的S135基体的晶粒得到细化。涂层表面的硬度都高于粘结层及基体,在喷涂功率为30 kW时,涂层表面的硬度达到1419.6 HV。结论通过改变喷涂功率,可在S135钻杆材料上得到具有较高硬度、与基体结合强度较高的Al2O3-TiO2涂层。     

镍基自熔性合金喷焊层的耐蚀性

采用氧-乙炔火焰在钢基体上喷焊镍基自熔性合金粉末,就其喷焊层在海水环境下的耐蚀性进行了系统的研究,结果表明,Ni35喷焊层的耐蚀性最好,Ni25最差。同时指出,为了提高喷焊层的耐蚀性,应综合考虑喷涂材料、重熔工艺、磨削工艺的影响。     

Zn-Al-Cu伪合金涂层制备与性能研究

研究Zn-Al-Cu伪合金涂层的制备与性能，分析涂层组织成分、硬度以及光固化基体材料对涂层硬度的影响。研究发现，涂层中Al-Cu-Mg合金的原始成分越高，涂层硬度提高越明显；涂层硬度决定于涂层的组织和应力状态，其中应力状态又是决定涂层硬度非常显著的因素；间歇喷涂层的残余应力的绝对值最小，加工硬化效应最小，硬度较低。     

热喷涂技术制备铝涂层及其在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性的研究现状

铝是一种应用十分广泛的耐腐蚀材料,热喷涂技术作为表面工程领域的重要技术之一,在钢铁材料表面喷涂铝涂层,能够对钢铁材料起到很好的耐腐蚀保护作用,延长钢铁的使用寿命,减少对钢材的维护与保养。目前通常采用火焰喷涂技术、电弧喷涂技术和冷喷涂技术制备铝涂层,对此三种热喷涂技术制备铝涂层的涂层特点和耐腐蚀性能进行综述。系统归纳了这三种热喷涂技术的热源温度、粒子飞行速度和喷涂距离对形成涂层特点的影响机制,以及铝涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀机理,揭示出铝涂层内部孔隙是影响其耐腐蚀性能的最主要因素,孔隙含量可由孔隙率表示,并指出随着孔隙率的增大,其耐腐蚀性能降低。但是并未详细指出涂层内部孔隙的含量和形状大小对涂层耐腐蚀性能的影响,因此通过进一步优化热喷涂技术制备铝涂层的工艺,研究不同孔隙含量的铝涂层和不同形状大小孔隙的铝涂层在实际服役工况下的具体耐腐蚀程度,对今后热喷涂铝涂层的实际应用具有重要的科学意义,是今后的重点研究方向之一。     

等离子喷涂强化H13钢铸铝压铸模实验研究

为解决H13钢铸铝压铸模普遍存在的抗热腐蚀能力差、强度低等问题,采用等离子喷涂工艺在H13钢基体上制备了Al2O3和Al2O3-TiO2两种硬质涂层。以喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离为试验参数进行正交试验,采用MH-6型显微硬度仪和HSR-2M往复摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度和磨损质量,通过对显微硬度的极差和方差分析,确定了影响涂层显微硬度的主次因素和显著因素,优化了喷涂工艺参数。结果表明,Al2O3-TiO2涂层的硬度982.0 HV,摩擦系数平均值为0.41～0.45,磨损量平均为0.89～0.93 mg;Al2O3涂层的硬度1446.2 HV,摩擦系数平均值为0.32～0.35,磨损量平均为0.58～0.62 mg。Al2O3涂层的性能较好,优化工艺参数为:电流为600 A,电压为65 V,喷涂距离为110 mm,预热温度为200℃。     

超音速火焰喷涂技术在模具修复中的应用

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在Cr12MoV模具钢表面制备了纳米结构的WC_12Co金属陶瓷涂层,对涂层的组织、结合强度、剪切强度以及抗冲击性能进行了测试研究。测得涂层平均剪切强度达150.8 MPa,涂层的结合强度大于80 MPa,涂层硬度高于1000 HV。试样涂层在冲击1 000次时,表面形貌以表面蚀坑为主,涂层表面出现龟壳状裂纹。运用HVOF技术对某冷挤压模修复后,使用效果良好。