曲轴模具的堆焊修复工艺研究

针对某曲轴厂曲轴模具型腔磨损严重,飞边桥部存在裂纹,曲轴锻造精度无法保证的问题,对曲轴模具进行了堆焊修复,在确定堆焊材料的基础上,制定了堆焊修复工艺。生产实践证明,堆焊修复后的曲轴模具初次使用寿命达3200件,提高了该厂原曲轴模具的使用寿命。     

汽轮机叶片热锻模具堆焊层组织与力学性能

采用JX07和JX08焊条对汽轮机叶片热锻模具5CrNiMo钢进行堆焊修复试验,对堆焊试样的组织和力学性能进行分析。结果表明,采用JX08过渡和JX07盖面获得的堆焊接头,一方面保持了近表面的硬度,另一方面又保证了堆焊接头的结合强度,不仅仅可以修复裂纹和磨损,还能很大程度上提升热锻模具整体使用寿命。     

高端机胀断连杆模具寿命提升研究与应用

连杆是柴油发动机的关键部件,需要具有良好的组织和优良的综合力学性能。柴油机连杆毛坯属于热模锻件,锻造过程中,模具受到复杂的热应力和应变,常产生严重磨损、疲劳、裂纹和变形等,不能满足生产使用要求。本文从模具在锻造过程中产生磨损、裂纹和变形的原因进行分析,从模具材料及堆焊工艺、模具表面强化和模具润滑等方面采取措施,进行对比研究,大大提高了模具使用寿命,节约生产成本。     

支撑板冲压成形模具磨损分析及优化

以某支撑板冲压成形为研究对象,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D对其冲压成形过程中出现的模具磨损进行模拟分析,探索了其磨损原因;为最大化模具使用寿命,采用正交试验对影响模具磨损的工艺参数进行优选。选取冲压速度、摩擦系数、模具硬度、压边力作为因素,设计4因素4水平的正交试验,通过对试验结果进行极差和方差分析,得出各因素对结果的影响趋势,综合考虑后确定最优参数组合为:冲压速度为5 mm·s^-1、摩擦系数为0.12、模具硬度为64 HRC、压边力为280 kN,同时,根据模拟结果对模具使用寿命进行预测。采用优化后的参数进行试模,发现模具的使用寿命与模拟结果基本一致,模具使用寿命大幅延长,验证了有限元分析结果的正确性。     

热锻模具用气保护堆焊药芯焊丝的研制

对热锻模具用气体保护堆焊药芯焊丝的配方以及合金元素的配比进行了初步研究;并对采用不同合金元素配比的药芯焊丝进行了模具使用寿命的试验。     

曲柄精锻下模的堆焊修复

通过对自行车曲柄精锻下模使用寿命低的原因进行分析,介绍了堆焊材料的选用及堆焊方法的选择,制订了合理的堆焊工艺,指出了堆焊过程中出现的问题,并提出解决措施,提高了模具的使用寿命.     

工模具的堆焊修复

为了提高工模具的使用寿命;为国家节省大量的优质钢材,我厂对废旧工模具进行了堆焊修复试验。工件修复的原则是:局部损坏,而重量较大,加工复杂。总之,要符合节约的精神。我厂选择了凸模、割刀和切边模(图1)三种工模具进行了堆焊修复试验。     

新型热锻模补焊用特种焊条的研制

研究了一种新型热锻模补焊用特种焊条。通过反复调整,确定了合适的药皮渣系及适合热锻模的合金系。通过堆焊屡的金相显截分析表明,新研制的焊条堆焊屡的组织为马氏体 残余奥氏体 碳化物。堆焊屡的平均硬度为HRC51．8,经磨损试验和耐冷热疲劳试验表明：新研制的焊条堆焊屡的耐磨性和耐冷热疲劳性优良,并经实际生产验证,用其修复的热锻模具,使用寿命可提高2倍以上。     

半轴花键挤压模磨损特性硏究

采用Archard磨损模型,对花键挤压凹模的磨损进行初探,分析了在花键一次成形过程中,模具初始硬度对于模具磨损的的影响,得出模具初始硬度与模具磨损的曲线关系。模拟结果表明凹模花键过渡区磨损较其他区域剧烈。可依据结果,有的放矢地针对模具做相关改进、处理以提高模具使用寿命。     

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.     

耐磨堆焊材料的研制

在冲击磨料磨损工况条件下工作的工件磨损十分严重,直接导致了生产成本增加,为企业增添了很大的负担.针对该种磨损工况,通过系统试验成功研制出一种抗冲击磨料磨损堆焊焊条.该堆焊焊条为Fe-Mn-Cr-Mo-V合金系,经过实验室试验和现场应用,表明此种堆焊焊条具有焊接工艺性好、堆焊金属加工硬化率高和耐凿削式冲击磨损性能优异的特点.此外,通过对该材料的加工硬化和耐磨性能及其机理的试验研究,探讨了此种堆焊焊条的加工硬化及耐磨机理.     

应用刃口堆焊修补失效冲裁模

从冲模磨损表面的分析上，提出采用刃口堆焊技术进行模具刃口表面磨损修补的具体方法，介绍了堆焊前的准备工艺、焊条如何选择、焊接过程如何控制以及焊后的机械加工方法。同时分析了刃口堆焊缺陷，提出防止缺陷的方法。结果表明：此方法在修补失效冷冲模是很实用的，对中小型企业在降低模具制造成本和生产周期有着很大的实用价值。     

辊锻模具堆焊修复技术

热锻成形是一种生产效率高、加工质量好．节约原材料的先进加工方法．在机械、电机、汽车、拖拉机、航空、轻工、石化、动力各工业部门中得到广泛应用,工业生产中对热锻金属模具的需求量很大。由于热锻金属模具的工作条件恶劣．服役寿命短．经常出现开裂、磨损、压塌、冷热疲劳等早期失效的情况。因此,对热锻金属模具进行堆焊修复．延长其使用寿命,具有重大的经济意义。     

基于数值模拟的堆焊模具耐磨性分析

采用Archard磨损模型,和有限元软件DEFORM-3D分析了不同回火温度下中间轴堆焊模具的磨损量。结果表明,材料的耐磨性并不与硬度成正比,当回火温度为500℃时,堆焊模具的耐磨性最好,磨损深度最小为9.98×10-5mm。     

采煤机截齿等离子弧粉末堆焊工艺

采煤机在工作过程中,截齿直接与煤岩进行接触,由于环境极其恶劣,截齿损耗非常严重,而截齿齿体磨损是截齿失效的主要原因之一。通过对截齿等离子弧粉末堆焊工艺进行试验分析,获得了合理工艺参数。实践证明,利用等离子弧粉末堆焊技术在截齿齿体堆焊耐磨材料,可使其耐磨性能显著提高,使用寿命是原来的2~3倍,从而提高了采煤企业的经济效益。     

超高锰钢锤头的复合堆焊修复研究

在分析超高锰钢锤头的破坏行为和磨损机理后，采用“母材 中间过渡层 耐磨层”的复合堆焊工艺进行了超高锰钢锤头的堆焊修复试验，并分析了不同焊条堆焊的过渡层和焊接热影响区的组织结构。应用新研制的GMl焊条堆焊过渡层成功地堆焊修复了超高锰钢锤头。工业应用结果表明，这种复合堆焊修复的超高锰钢锤头具有极好的抗磨损性能，使锤头的使用寿命提高了2．5—3倍。     

碳素钢耐磨堆焊层的三体磨料磨损性能分析

通过三体磨料磨损试验对三种耐磨堆焊层的磨损性能进行了研究。结果表明,在焊材成分及试验条件基本相同情况下,三种堆焊层的磨损量都随载荷增加而上升,随磨损速度增加而降低;经低温回火后,三种堆焊层的磨损量都比焊接态明显上升,随载荷和磨损速度的变化规律与焊接态相同;三种堆焊层磨损机理类似,但药芯焊丝堆焊层耐磨性能明显优于焊条堆焊层耐磨性能。     

热锻模具钢5CrNiMo表面堆焊及焊后热处理的组织和高温摩擦磨损性能

为了解决汽轮机叶片热锻模具在高温下发生磨损和热疲劳而导致失效的问题,采用CMT焊机在失效的热锻模具钢5CrNiMo表面进行堆焊修复,焊材选用H30CrMnSiA低合金钢气体保护焊焊丝,焊后对试样进行550℃的回火处理。采用扫描电子显微镜、金相显微镜、拉伸实验机、维氏硬度计以及高温摩擦磨损试验机等仪器研究堆焊试样的组织和高温性能。结果表明,采用回火热处理能有效解决熔合线附近的贫碳问题,提高焊接接头的拉伸强度。室温20℃条件下,H30CrMnSiA堆焊层的摩擦系数和磨损率均略高于母材5CrNiMo,但在500℃高温摩擦条件下,由于摩擦表面形成具有润滑效果的氧化层,堆焊层的摩擦系数与磨损率均降低,而母材在高温条件下则发生软化,摩擦磨损性能急剧变差。采用H30CrMnSiA焊丝堆焊5CrNiMo模具并进行高温回火处理,可以增加模具的高温摩擦性能,显著提升模具的整体使用寿命。     

中高锰钢耐磨堆焊层的自强化机理

针对高锰钢堆焊可焊性差的问题,利用接触疲劳试验分析了Mn元素在Fe-Mn合金中的作用.阐述了中高锰钢耐磨堆焊层的自强化机理.高锰钢的自强化以加工硬化为主,而中锰钢的自强化以应变诱发马氏体相变强化为主.这种特殊的强化机制能够显著提高堆焊层的使用寿命.通过相变热力学分析,对获得中锰钢堆焊层成分的方法进行了设计.利用动载磨料磨损试验验证了中高锰钢的自强化机理.     

不同表面处理工艺下高强度模具材料的摩擦磨损特性

为研究不同表面处理工艺的高强度模具材料的摩擦磨损特性,通过摩擦磨损实验方法测出了经不同表面处理后高强度模具材料的摩擦磨损实验数据。对此数据进行、分析比较,从而得到不同表面处理工艺条件下的摩擦磨损特性。实验证明:渗氮工艺比镀铬工艺能够更大程度的提高模具的寿命。实验结果对分析评估不同表面处理工艺对冷作模具使用寿命的影响具有指导意义。