H13模具修复层的组织及性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析,并考虑社会、健康、安全、成本以及环境等因素)

h13钢(4cr5mosiv1)是目前国内外广泛使用的热模具钢,用于制造冲击载荷大的锻模、热挤压模、精锻模以及铜、铝及其合金压铸模,工作过程中容易受到高压、冲击载荷以及炽热金属对模具型腔的热磨损[1-7]。美国标准h13钢,是目前应用在热挤压模和铝合金压铸模等领域最为广泛的热作模具钢之一。其与日本jis标准skd61钢、瑞典assaab8407钢和国标4cr5mosiv1钢均属中铬高强韧热作模模具钢[8-10]。钢材质量直接影响到模具的使用寿命。据公开资料现实,国产铝合金压铸模具的使用寿命一般在3~10万模次之间,仅为工业发达国家的1/2~1/5,压铸模具寿命的低下已成为我国压铸生产的限制性环节[11-12]。研究显示,超过80%的铝合金压铸模都因热疲劳开裂而导致失效[13]。我国的压铸模具与国外相比,使用寿命较低,而h13钢其在较高温度下具有较好的强度、硬度、韧性、耐磨性,以及耐热疲劳性能,且抗粘结力强,与熔融铝合金相互作用小,因此得到广泛应用[14-17]。然而,此类模具的工作环境十分恶劣,经常会出现磨损、点蚀、热疲劳等问题。通过对其修复层的组织和耐磨性的研究,期望可以提高我国的压铸模具的寿命,这对我国工业发展具有重要意义。另外h13钢常规淬火、回火后的硬度一般为42~48hrc,耐磨性不足,致使压铸模具寿命缩短。鉴于模具失效大都由表面开始,从节省能源和资源,充分发挥材料性能潜力并获得特殊性能和最大经济效益出发,对h13钢压铸模具进行修复层的研究,从而得到最合适的方法来提高h13钢的耐磨性,是综合改善模具寿命的关键,与此同时也可以达到降低企业生产成本的目的[18-20]。在当今国内外,有很多学者都对h13钢修复层进行了研究,有使用激光熔敷ni60a合金在其表面的,还有使用激光熔敷ni-cr-mo合金钢涂层的,还有研究h13钢模具表面沉积修复层的等等[21-22]。作为当今用途十分广泛的一种钢,h13钢的研究从未停止。这次对其修复层的组织及其耐磨性进行研究,期望提高模具的使用寿命,降低企业的生产成本。在提高使用寿命的同时,借此机会减少原材料的使用,从而为保护环境也做出相应的贡献,为社会的工业发展贡献出微薄的力量。同样这次的研究,也希望可以让h13钢模具的安全性得到进一步的提高。


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2. 研究的基本内容与方案

2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1 基本内容

1.文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;
2.制定焊接工艺参数,对h13模具表面进行堆焊修复;
3.制备金相样品,对修复层进行组织观察和硬度测试;
4.制定热处理工艺,对修复层进行焊后热处理,分析焊后热处理对修复层组织和性能的影响;
5.分析总结数据,撰写毕业论文。

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3. 研究计划与安排

3.进度安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:按照设计方案,对h13模具进行堆焊修复。

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4. 参考文献(12篇以上)

4.参考文献

[1] kwang-hyeon lee,seong-won choi,jeong suh,et al. effect of laser power and powder feeding on the microstructure of laser surface alloying hardened h13 steel using skh51 powder[j]. materials and design,2016,95:173-182

[2] khalid rafi h,janaki ram gd,phanikumar g,et al. microstructural evolution during friction of tool steel h13[j]. mater des., 2014, 32:82-87

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