电子束表面改性模具脱模性能研究

摘要

模具产业是机械制造、电子工业、轻工业等工业部门的重要支柱产业,目前这些部门的产品约有60~80％的工件采用模具成形。塑料、橡胶、陶瓷、建材和玻璃制品,现在也大部份采用模具成形。模具的质量、使用寿命和制造周期与很多产品的质量、尺寸精度、表面粗糙度,更新换代的速度和产品的成本有直接的联系。对于我国的模具工业而言,模具的平均使用寿命还很低,再加上技术和管理上的长期滞后,使得我国的模具产业在激烈的市场竞争下往往只能依靠价格取胜,降低了模具产业的效益,而且很多大型、精密、复杂、长寿命的模具,仍然依靠从国外大量进口。工业的快速发展,使得模具产能、质量和管理的提高任重道远。　　模具使用过程中出现的粘模现象,主要是受材料的表面组织形貌、粗糙度、硬度、耐腐蚀性和耐摩擦磨损性能的影响。粘模现象的产生会使产品表面质量降低,增加产品成本,模具使用寿命降低等负面影响。本文拟通过目前新兴特种加工方法-电子束表面改性技术,对模具材料表面进行处理,分析电子束处理参数、镀层合金性能和厚度等因素对材料表面性能的影响,改善模具材料表面性能,从而提升模具使用时的脱模性能;并模拟电子束表面合金化的温度场分布情况,根据温度判断材料基体与镀层的熔化状态。　　本课题对40Cr材料进行了电子束直接表面处理,对3Cr2W8V材料进行了电子束表面合金化处理,以及用有限元软件对3Cr2W8V表面涂覆纯Ti的电子束表面合金化进行温度场数值分析,总结了:(1)电子束处理参数对材料表面形貌与组织变化的影响;(2)材料表面性能随电子束处理参数的变化趋势;(3)电子束表面合金化时材料各深度下温度分布情况。　　通过本课题的研究,证明运用电子束表面改性的方法,对模具材料表面进行一般改性和表面合金化是能够对材料表面组织结构及性能进行很大的改善,同时对模具的脱模性能也有很大的提升。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 电子束加工技术

1.3 电子束表面改性

1.4 模具粘模问题

1.5 电子束表面改性技术在模具粘模问题中的作用

1.6 研究路线及方法

第二章 电子束作用下模具材料表面形貌及组织结构变化

2.1 引言

2.2 实验材料、仪器与方法

2.3 实验结果与分析

2.4 本章小结

第三章 电子束表面改性后材料粗糙度与耐腐蚀性能

3.1 引言

3.2 实验材料、仪器与方法

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 电子束表面改性后材料截面硬度与摩擦磨损性能

4.1 引言

4.2 实验材料、设备与方法

4.3 摩擦磨损理论

4.4 结果与讨论

4.4.3 磨痕形貌及尺寸分析

4.5 小结

第五章 基于电子束表面合金化的温度场模拟

5.1 引言

5.2 热传导数学物理模型的建立

5.3 实体模型选择与建立

5.4 材料热物理性能

5.5 模拟结果与讨论

5.6 小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果