H13钢模具型腔表面堆焊工艺参数研究

在基于小电流短弧焊的前提下,采用手工电弧焊在H13钢模具型腔表面堆焊4到6 mm厚度的高硬度耐磨层,研究了堆焊速度对H13钢模具型腔表面堆焊层性能的影响。发现,随着堆焊速度的增加,热影响区产生相变;试验获得了合理的堆焊工艺参数。工艺研究的结果投入生产后证明:模具的寿命提高了30%。

冷喷涂复合粉末对H13钢模具性能的影响分析

采用冷喷涂技术在H13钢模具表面喷涂了不同成分的混合金属粉末,并进行了涂层结合强度、抗热疲劳性能、耐高温磨损性能和耐高温腐蚀性能的测试与分析。结果表明,冷喷涂混合金属粉末可以有效提高H13钢模具的抗热疲劳性能、耐高温磨损性能和耐高温腐蚀性能,与未喷涂处理的模具相比,冷喷涂混合金属粉可使其300℃体积磨损率减少91.20%,750℃体积磨损率减少92.13%,750℃单位面积质量增加减少90.48%;冷喷涂金属粉末优选为Co-35%V-5%Sr-0.5%RE混合粉末。

工艺参数对H13热作模具钢激光重熔-火焰喷涂复合涂层性能的影响

研究了工艺参数对激光重熔-火焰喷涂复合涂层后H13热作模具钢的高温耐磨损性能、高温力学性能、抗高温氧化性能和热疲劳性能的影响规律。结果表明,单一增大激光功率或喷枪移送速度,激光重熔-火焰喷涂H13热作模具钢的高温耐磨损性能、高温力学性能、抗高温氧化性能和热疲劳性能均先提高后降低。与未经喷涂处理的H13钢相比,激光重熔-火焰喷涂复合涂层H13钢在500℃下的磨损体积减小91%、抗拉强度增加151%、屈服强度增加182%、500℃高温氧化72h后的单位面积质量增重减小90%、热疲劳裂纹级别从11级变为2级。

局部热处理工艺参数对模具性能的影响

电子束局部热处理是一种重要的改性方法。采用电子束局部热处理技术对H13钢模具进行了热处理,并测试与分析了模具耐磨损性能和热疲劳性能。结果表明:随加速电压从40 kV增加至70 kV或束流从30 mA增加至45 mA,模具的耐磨损性能和热疲劳性能均先提高后下降。H13钢模具电子束局部热处理的加速电压优选为55 kV、束流优选为42 mA。与40 kV加速电压相比,采用55 kV加速电压的电子束局部热处理H13钢模具的磨损体积减小62%、热疲劳裂纹级别从8级变为2级;与30 mA束流相比,采用42 mA束流的电子束局部热处理H13钢模具的磨损体积减小63%,热疲劳裂纹级别从7级变为2级。

工艺参数对模具复合粉末冷喷涂涂层性能的影响

采用不同的工艺参数进行了H13钢模具的Cr-25%Sr-0.5%RE复合粉末冷喷涂实验,并进行了涂层厚度、降低涂层孔隙率、提高涂层的结合强度和耐磨损性能的测试与对比分析。结果表明,随载气温度从350℃升高至550℃、喷涂距离从15mm增加至30mm,模具涂层的初始摩擦系数保持0.1左右、平稳时摩擦系数先减小后增大、摩擦寿命先延长后缩短、涂层厚度先增大后减小,涂层孔隙率先减小后增大;其优选的载气温度为450℃、喷涂距离为25mm。