高精度模具加工技术在机械制造中的应用

高精度模具加工技术作为先进制造业的重要支撑,在机械制造领域发挥着关键作用。通过对精密铣削、电火花加工和激光加工等技术的应用分析,可实现模具加工精度和表面质量的显著提升。实验表明,采用五轴联动加工中心结合超硬刀具,可将模具表面粗糙度降至Ra 0.2μm以下;采用电火花加工与激光技术的复合应用,使得微细结构加工精度提高了30%。这些技术的综合运用不仅提升了模具寿命,还大幅缩短了产品开发周期,为机械制造业的高质量发展提供了有力支撑。

硬质合金高温氧化行为研究

选用牌号为YG8、YG6X和YG6三种硬质合金刀具材料,在700、800、900和1000℃下分别进行30、60、90、120和150 min的抗氧化性能研究。结果表明:随时间的延长,刀具材料中的WC和Co被全部或部分氧化成WO3和Co3O4;晶粒尺寸较小的刀具材料具有更好的抗氧化性能;在尺寸相差不大时,Co含量较高的刀具材料具有更好的抗氧化性能;三种刀具材料的高温抗氧化性能优劣顺序为:YG8>YG6X>YG6。

27SiMn钢化学镀Ni-P和Ni-Ce-P性能对比研究

为提高液压支架立柱用27SiMn钢的防护性能,在27SiMn基体上分别制备了化学镀Ni-P和Ni-Ce-P镀层,用OM、SEM、XRD表征了镀层表面形貌和物相,对比分析了两种镀层的硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明:与化学镀Ni-P相比,稀土Ce能优化镀层质量并提高镀速,Ni-Ce-P镀层更平整、致密,厚度约为Ni-P镀层的1.8倍;两种镀层的结构都以非晶态为主;Ni-Ce-P镀层的硬度和耐磨性能均比Ni-P有很大改善;在w(NaCl)=3.5%溶液中的极化曲线测试结果表明,Ni-Ce-P镀层的耐蚀性明显优于Ni-P镀层。

27SiMn钢化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P性能对比研究

为改善采煤液压支架立柱的耐蚀和耐磨性能,以常用材料27SiMn钢为基体,制备了化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P镀层。利用SEM、XRD对镀层形貌和物相进行表征,对比分析两种镀层的硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明:相对于Ni-Ce-P镀层,Ni-Cu-Ce-P镀层表面更为平整和致密;各镀层结构均以非晶态为主;镀层试样的硬度和耐磨性均比基体有很大提高,Ni-Cu-Ce-P镀层耐磨性约为Ni-Ce-P镀层的2.3倍;经3.5%NaCl溶液腐蚀,两种镀层均出现了钝化现象,Ni-Cu-Ce-P的耐蚀性优于Ni-Ce-P镀层。

27SiMn化学镀Ni-Ce-P工艺研究

以液压支架立柱常用材料27SiMn为基体,在Ni-P化学镀的基础上加入稀土硫酸高铈。通过正交试验对施镀工艺参数进行优化,以镀速为评定指标,获得了化学镀Ni-Ce-P的最优工艺配方,并对最优工艺条件下得到镀层的形貌进行了分析。结果表明:含有40 mg/L硫酸高铈的最优配方下的镀速为33.38μm/h;相对于二元Ni-P镀层,加入稀土得到的镀层胞状结构更细小,表面更加平整、致密。

硫酸铈对27SiMn化学镀Ni-Cu-P性能的影响

化学镀中引入稀土元素能显著改善镀层性能。在采煤液压支架立柱化学镀Ni-Cu-P防护的基础上,向镀液中添加不同含量的硫酸铈,研究其对化学镀层形貌、镀速及耐蚀性的影响。结果表明:随着镀液中硫酸铈含量的增加,镀层表面变得平整致密,在硫酸铈的质量浓度为32 mg/L时效果最佳,随后表面又变得粗糙;沉积速率呈现出先增大后减小的趋势,在硫酸铈的质量浓度为24 mg/L时达到最大值27.295μm/h。硫酸铈的加入总体上提高了原化学镀Ni-Cu-P镀层在酸碱盐中的耐蚀性,在其质量浓度为32 mg/L时表现出最好的耐蚀性能。

高速、普速激光熔覆液压支架油缸表面涂层质量的影响因素分析

为提升液压支架油缸的激光熔覆质量,通过工艺实践,综合分析了高速激光熔覆、普速激光熔覆涂层成形特点,探讨了油缸母材、合金粉末及二者适用关系。结果表明:高速、普速激光熔覆匹配合金粉末颗粒度分别为100~300目、300~500目,为降低熔覆飞溅、提升送粉均匀性,颗粒度分布区间进一步调整为90~250目、270~400目;油缸母材常用材料27SiMn钢、30CrMnSiA钢、40Cr钢对合金粉末的适用性无明显差别,但稀释率及搭接处缺陷要求严格控制工艺参数;熔池保护时采用氩气保护熔池相比氮气可获得更好的熔覆宏观表面。

激光熔覆再制造技术研究现状及发展趋势

激光熔覆技术已经成功实现再制造产业化并取得了巨大成效,本文以激光熔覆再制造技术应用所涉及的装备、材料、工艺、产品为主线,首先,对激光熔覆再制造技术研究现状进行了综合研究,指出目前激光熔覆再制造所用激光功率多为4000~10000W,并持续向高功率、高效率、高稳定性的方向不断提升;其次,激光熔覆再制造成品质量控制涉及熔覆表面宏观质量、成形厚度、表面硬度分布等,进而分别详细阐述了关键工艺参数的影响及其相关研究,同时提及了数值仿真技术和复合技术的应用研究;并对合金粉末、传统大功率激光熔覆和高速激光熔覆进行了应用现状阐述;最后,简要探讨归纳了激光熔覆再制造技术的发展趋势。

激光熔覆再制造技术研究现状及发展趋势

激光熔覆技术已经成功实现再制造产业化并取得了巨大成效,本文以激光熔覆再制造技术应用所涉及的装备、材料、工艺、产品为主线,首先,对激光熔覆再制造技术研究现状进行了综合研究,指出目前激光熔覆再制造所用激光功率多为4000~10000W,并持续向高功率、高效率、高稳定性的方向不断提升;其次,激光熔覆再制造成品质量控制涉及熔覆表面宏观质量、成形厚度、表面硬度分布等,进而分别详细阐述了关键工艺参数的影响及其相关研究,同时提及了数值仿真技术和复合技术的应用研究;并对合金粉末、传统大功率激光熔覆和高速激光熔覆进行了应用现状阐述;最后,简要探讨归纳了激光熔覆再制造技术的发展趋势。

42CrMo矿用截齿强化技术的研究与探讨

为提升42CrMo矿用截齿的使用可靠性,本文针对截齿应用中现存的主要问题设计了解决方案,并进行了强化工艺验证。结果表明,"截齿齿体→激光熔覆→钎焊-热处理一体化"的生产工艺可有效解决传统截齿缺陷;经激光熔覆后的截齿耐磨性能及硬度较原截齿提升约1.3倍;热处理后的熔覆层硬度稍有降低,但耐磨性达到未热处理试样的1.6倍,且摩擦系数呈现减小趋势;应用实验发现,截齿使用寿命可延长3~5倍。

H13热作模具钢的强化处理及增材制造研究

H13钢是由国外引进并广泛应用的热作模具钢,所制造模具涉及的热处理转变过程较为复杂,其模具的修复、强化及增材制造是目前制造行业的难题。为了全面了解H13钢特性、其加工处理方式及所能达到的使用性能,从H13钢的供货质量要求出发,综述了H13钢及其相关热处理工艺以及热处理产生的组织结构转变;通过H13钢的焊接、激光熔覆、渗硼、渗氮、微合金化等表面处理的研究案例,明确了H13钢热作模具修复及强化的可操作性;对H13钢的3D打印、喷射成形的增材制造方法进行了深入梳理,了解了增材制造与锻造的H13钢在力学性能、残余应力方面的对比关系。以期望为H13钢的性能优化及应用提供较为全面的可行性指导。

典型激光熔覆技术装备及其在矿山机械上的应用

围绕矿山机械领域激光加工技术应用,综述了大功率激光熔覆、高速激光熔覆、激光-电弧复合焊接、3D打印技术等典型激光加工技术、装备系统以及工业化应用。

大功率光纤激光内孔熔覆装备开发及应用

为提升液压支架用油缸缸体等内孔部件的服役性能,集成大功率光纤激光器开发了内孔熔覆装备,进行了27SiMn缸体内壁熔覆工艺验证,并取样进行了显微结构、硬度、耐磨性能检测,结果表明:缸体内壁熔覆表面平整无缺陷,熔覆层与基体呈冶金结合;熔覆层主要组织为马氏体;熔覆层硬度较基体略高,且耐磨性能约为基体的1.5倍,既提升了缸体内壁的使用性能又便于缸体内壁熔覆层的机械加工。

超声波光整对激光熔覆层表面光洁度的提升

根据激光熔覆加工质量提升需求,设计制造表面超声光整复合一体机。该设备超声表面滚压加工工作头沿液压支架立柱表面施加一定幅度的超声频机械振动,并在一定静压力和进给速度条件下,利用金属在常温状态下的冷缩性特点,使材料产生弹塑性变形。另外,通过光整复合一体机进行激光熔覆表面光洁度提升,获得了良好成效,表面光洁度从Ra0.4降至Ra0.2以下。

液压支架立柱27SiMn激光熔覆铁基合金涂层的性能

采用CO2激光器在液压支架立柱母材27SiMn表面制备了JG-2、JG-3铁基合金熔覆层,分别对其微观组织、成分分布、显微硬度、耐磨性、耐蚀性等进行测定与分析。结果表明:JG-2、JG-3熔覆层无裂纹,与基体呈冶金结合,组织均匀,为较发达的细密枝晶组织;JG-2熔覆层的主要组成相为α-(Fe,Ni)固溶体、Fe4Ni3等,JG-3熔覆层的主要组成相为α-Fe、Fe-Cr、FeCr0.29Ni0.16C0.06等;JG-3熔覆层的平均硬度为609HV10,JG-2熔覆层的平均硬度为542HV10;JG-3熔覆层的磨损失重约为JG-2熔覆层的1/2、立柱母材27SiMn的1/4;极化曲线及参数显示,JG-2熔覆层的耐腐蚀性能更好。

液压支架立柱激光熔覆再制造的性能、经济效益和环境利益分析

对比研究了激光熔覆再制造立柱和电镀修复立柱这两种技术的性能、经济效益和对环境的影响。研究表明,激光熔覆再制造立柱技术相对电镀修复立柱技术有着明显的优越性。

激光熔覆和电镀再制造的液压支架立柱效益分析

通过对激光熔覆再制造立柱和电镀修复立柱的密封、耐久、强度等性能进行对比检测试验,对比分析了液压支架立柱修复技术中激光熔覆再制造和电镀修复这两种技术产品的性能、经济效益和环境效益,结果表明,激光熔覆再制造技术具有涂层与基体结合牢固、组织致密等优点,再制造的立柱性能远优于电镀修复立柱的性能。

高功率激光加工超大耐磨复合板的防变形工装设计及应用

针对高功率激光加工超大面积耐磨复合板的变形问题,本文设计了一种板材装夹工装,该装置可对加工过程中的复合板起到固定和挠度承受的作用,能够最大程度的减小复合板的变形。且附带激光熔覆合金粉末余料回收槽,便于生产操作和推广应用。

中部槽激光熔覆层磨损性能的研究

针对激光熔覆强化中板的耐磨性,进行了磨损试验。研究结果表明:激光熔覆层显著提高了基体的耐磨性,同时在磨损过程中载荷、速度等因素对熔覆层的摩擦磨损产生影响。

27SiMn液压支架立柱的激光熔覆多道搭接工艺研究

大面积激光熔覆是经由多道搭接成形的,且矿用液压支架立柱的激光熔覆加工规模较大。但是,激光熔覆产生的气孔、夹渣、开裂已经成为凸显的行业基础共性问题,为控制不锈钢立柱的熔覆性能,减少气孔、夹渣、开裂等熔覆缺陷,以27SiMn材质的液压支架立柱为基体,开展大面积激光熔覆工艺多道搭接控制研究,深入探讨多道搭接熔覆的搭接区及其对耐腐蚀性能的影响,并通过调整熔覆步距进行多道搭接工艺试验,分析了熔覆平整度、稀释率对立柱成品的影响,以及熔覆层金相组织结构。结果表明:搭接区存在组织结构差异,容易存在气孔、砂眼等缺陷,立柱表面经机械加工后显露的搭接线周围是防腐蚀薄弱区,应该严格执行标准化工艺以保障该区域性能;熔覆平整度需要控制在0.03 mm以内;稀释率控制在10%以内的熔覆层组织结构平整均匀、与基体之间是冶金结合。