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1、 毕业设计（论文） 题题 目目 覆盖件冲模刃口堆焊工艺研究覆盖件冲模刃口堆焊工艺研究 学生姓名 系 别： 材 料 工 程 系 专 业： 材料成型及控制工程 学 号： 班 级： 指导教师： 摘要摘要 分析了覆盖件冲模刃口的表面磨损情况，选择了合适的堆焊焊条材料。采用手工 电弧堆焊工艺，选择不同焊条，在铸铁基体上进行了四层堆焊。 堆焊层表面层组织为 板条状残留粒状碳化物、中间层主要为针状F+粒状：表面的平均 硬度值为 58.1HRC，且硬度分布均匀。磨损对比试验表明堆焊层的耐磨性能明显好于基 体，基体磨损形貌主要呈切屑的团块状，堆焊层表面磨损形貌主要呈梨沟形状。 关键词关键词：覆盖件冲模刃口，手工
2、电弧堆焊，堆焊层 ABSTRACT This article analyzed die superficial attrition situation of the panel dies cutting edge, and select the appropriate the material of buttering welding rod . With Manual arc welding of Hardfacing technology, then select the different electrode and conducted a four-surfacing in the c
3、ast iron substrate. The surface organization of the hardfacing layer is composed by lath martensite, residual austenite, and granular carbide, The primary organization of middle layer are the acicular martensite, ferrite, granular bainite .The average hardness of the surface is 58.1HRC ,and Hardness
4、 distribution is uniform.The abrasion comparison test shows that , the wear resistance of hardfacing layer is significantly better than the matrix ,and the abrasion appearance of the matrix mainly shows a cutting mass ，the abrasion appearance of the surfacing layer mainly shows a pear ditch shape。 K
5、ey word: Panel die edge, Manual arc welding of Hardfacing, hardfacing layel 目 录 第一章 概论 .1 1 1.1 堆焊的概念及课题研究的意义.1 1.2 本课题国内外发展现状.2 1.2.1 本课题工艺研究的起源 .2 1.2.2 本课题的国内外研究现状 .2 1.3 课题研究的主要内容.3 第二章第二章 堆焊材料的选择及实验方案堆焊材料的选择及实验方案 .4 4 2.1 覆盖件冲模刃口的磨损分析.4 2.2 堆焊材料的选择.4 2.2.1 堆焊材料的选择原则 .4 2.2.2 堆焊母材的选择 .5 2.2.3 堆焊
6、合金的选择 .5 2.2.4 堆焊金属的合金过渡 .6 2.3 实验方案.7 2.3.1 焊接方法的选择 .7 2.3.2 母材开坡口 .8 2.3.2 堆焊层焊条的方案 .8 2.3.2 堆焊电源种类及极性 .10 第三章第三章 堆焊工艺参数堆焊工艺参数 .1111 3.1 堆焊前的工艺.11 3.2 焊接过程的工艺.11 3.3 焊缝的裂纹检查.12 第四章第四章 试验堆焊层的分析试验堆焊层的分析 .1515 4.1 堆焊层的金相分析.15 4.2 硬度分析比较 .17 4.3 磨损量分析.19 4.4 SEM 扫描分析 .20 结结 论论 .2323 致致 谢谢 .2424 参参 考考
7、文文 献献 .2525 第一章第一章 概论概论 1.11.1 堆焊的概念及课题研究的意义堆焊的概念及课题研究的意义 堆焊是为增大或恢复工件表面尺寸，或使工件表面获得具有特殊功能的熔敷金属 而进行的焊接。换言之，堆焊是用熔化焊方法，使工件表面形成具有特定性能的金属 覆层的一种工艺过程【1】。堆焊是焊接领域的一个分支，是一种熔焊工艺。但堆焊的目 的并不是为了连接机件，而是借用焊接的手段对金属材料表面进行改质，即在零件上 堆覆一层或几层具有特殊性能的材料。这些材料可以是合金材料也可以是金属陶瓷， 他们可以具有原机件不具有的性能，例如高的耐磨性，良好的耐蚀性或其他性能。这 样以来，对于本来是用一般材料
8、制成的零件，如普通碳钢零件，通过堆焊一层高合金， 可使其性能明显的改善或提高。堆焊也是用于修复的重要方法之一，许多表面缺陷都 可以通过堆焊进行消除，尤其在铸件上应用很广泛。堆焊就其物理本质和冶金过程而 言，具有焊接的一般规律，原则上所有的熔焊方法都可以用于堆焊。但是由于其作用 同一般起连接作用的焊接完全不同，因此它具有自身的特性，在表面工程中，堆焊具 有重要应用意义。 近年来，随着汽车、拖拉机工业的蒸蒸日上的发展，国家对环保、资源和能源的 重视，轻量化汽车发展脚步加快，而一辆轿车上约有 80的零部件是用模具加工制造 的，而模具是昂贵的生产工具，模具费用要占产品成本的 1030。现今我国模具 设
9、计和制造仍然处于发展阶段，众多汽车企业冲压模具的使用寿命较低。随着市场竞 争日益激烈，汽车企业需要降低制造成本，尤其是模具成本。在汽车覆盖件上，冲模 的加工制造上越来越普遍。由于这类模具的尺寸比较大，结构又比较复杂，尤其是修 边模具，其韧口形状很不规则，并且受到制件形状及尺寸的限制等。如今铸铁材料在 模具的生产中占有很大的比例，且成本低廉，可以进行铸造、切削，通过一定的处理 （热处理、熔炼的孕育等）可使其力学性能在很宽的范围内变化。但其耐蚀性、力学 性能等不能完全满足使用性能。而通过堆焊合金，可提高其表面性能，节省模具钢， 同时也可以减少战略性稀有元素的用量；基体与堆焊层材料接近，有益于界面的结合； 而且铁基材料的成本明显比其它合金低，因此开发铁基（灰铁）材料的堆焊具有重要 的战略意义和经济价值【2】、【3】。 1.2 本课题国内外发展现状本课题国内外发展现状 1.2.1 本课题工艺研究的起源本课题工艺研究的起源 堆焊技术在我国起源于 20 世纪 50 年代末，几乎与焊接技术同步发展，发展初期 主要用于修复领域，即恢复零件的形状尺寸。60 年代已经将恢复形状尺寸与强化表面 及表面改性相结合。改革开放后堆焊技术的应用领域进一步扩大，堆焊技术从修理业 扩展到制造业。90 年代受先进制造技术理念的影响，堆焊方
