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成果名稱: 精密模具修復(fù)組合新工藝技術(shù)及應(yīng)用
完成單位: 黃山學(xué)院
研究起止時(shí)間: 2007.07 至2019.11 轉(zhuǎn)讓范圍: 僅限國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)讓
成果評(píng)價(jià)單位: 中科高博(北京)科學(xué)技術(shù)服務(wù)中心
成果推薦單位: 中科高博(北京)科學(xué)技術(shù)服務(wù)中心
所處階段: 成熟應(yīng)用階段 評(píng)價(jià)方式: 機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)
成果簡(jiǎn)介
(1)課題來源與背景
本項(xiàng)目為黃山學(xué)院、南京航空航天大學(xué)、黃山三佳誼華精密機(jī)械有限公司和滁州市艾德模具設(shè)備有限公司共同合作開發(fā)的項(xiàng)目,在項(xiàng)目的實(shí)施過程中,受到以下項(xiàng)目基金的支持:
1. 黃山市科技計(jì)劃項(xiàng)目“基于高速加工(銑削、磨削)和激光熔覆技術(shù)的模具快速成形工藝的研發(fā)”(2014KG-13);
2. 浙江省臺(tái)州市科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“精密模具激光再制造涂層的高速銑削技術(shù)研究”(121ZD08);
3. 浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目“硬態(tài)銑削激光熔覆涂層的表面完整性及其控制技術(shù)研究”(2013C31089);
4. 江蘇省摩擦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金“激光熔覆納米顆粒增強(qiáng) MCrAlY 涂層的高溫摩擦磨損性能研究”(KJSMCX7001);
5. 江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“模具表面激光熔覆層的高速銑削技術(shù)研究”(CXZZ12_0141)。
精密模具廣泛應(yīng)用于汽車、航空、能源等領(lǐng)域,其制造水平是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。近年來,我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展迅速,據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)從事模具制造的企業(yè)約30000家,年工業(yè)總產(chǎn)值約為2500億元,且每年以20%的增速穩(wěn)步增長(zhǎng),在模具總產(chǎn)量逐步增長(zhǎng)的同時(shí),模具的報(bào)廢數(shù)量也大幅增加。對(duì)于精密模具來說,由于其精度要求較高,致使精密模具的加工難度較大,生產(chǎn)周期較長(zhǎng),價(jià)格昂貴。若精密模具在產(chǎn)生磨損、腐蝕、疲勞裂紋等局部失效后直接進(jìn)行報(bào)廢處理,則會(huì)給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,且會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。因此,精密模具具有較大的修復(fù)價(jià)值,通過對(duì)失效精密模具進(jìn)行修復(fù),不僅能夠延長(zhǎng)精密模具的使用壽命,降低精密模具的生產(chǎn)成本,也能提高精密模具材料的利用效率。
(2)技術(shù)原理
本項(xiàng)目組合運(yùn)用激光熔覆技術(shù)、攪拌摩擦細(xì)化技術(shù)和電解磨削精加工等增減材技術(shù)對(duì)精密模具進(jìn)行修復(fù),總體思路為:首先配制用于提高精密模具修復(fù)性能的激光熔覆粉末,然后利用粉末鋪設(shè)裝置將激光熔覆粉末均勻的鋪設(shè)在需要修復(fù)的精密模具表面上,隨后利用激光熔覆裝置對(duì)修復(fù)區(qū)域進(jìn)行激光熔覆處理,獲得一定厚度的激光熔覆層,然后再用攪拌頭對(duì)激光熔覆層進(jìn)行攪拌摩擦加工,獲得較好質(zhì)量的修復(fù)層,最后利用電解磨削裝置對(duì)激光熔覆層進(jìn)行精密加工,獲得所需的修復(fù)表面。
(3)技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性
1.將激光熔覆技術(shù)、攪拌摩擦細(xì)化技術(shù)和電解磨削精加工技術(shù)相結(jié)合對(duì)精密模具進(jìn)行修復(fù),該組合制造工藝極大的提高了精密模具的修復(fù)質(zhì)量,延長(zhǎng)了精密模具的使用壽命;
2. 設(shè)計(jì)了精密模具循環(huán)再制造一體化工藝設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了精密模具的快速、高質(zhì)量修復(fù),提高了精密模具材料的利用效率,修復(fù)過程綠色環(huán)保,達(dá)到了節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的目的;
3. 提出了一種自適應(yīng)模具修復(fù)工藝優(yōu)化方法,優(yōu)化了精密模具修復(fù)工藝參數(shù),縮短了精密模具修復(fù)時(shí)間,降低了精密模具修復(fù)成本;
4. 發(fā)明了可提高精密模具耐磨、耐腐蝕性的激光熔覆層粉末及其配制方法,提高了精密模具修復(fù)層的表面性能;
5. 發(fā)明了激光熔覆層粉末均勻鋪設(shè)裝置,保證了粉末鋪設(shè)的均勻性和高效性,有助于改善修復(fù)層組織分布不均的現(xiàn)象。
(4)技術(shù)的成熟程度,適用范圍和安全性;
本項(xiàng)目提出的精密模具修復(fù)組合新工藝技術(shù)已成功應(yīng)用于多款模具的修復(fù)中,修復(fù)后的模具表面綜合性能較好,有效延長(zhǎng)了模具的使用壽命。該修復(fù)技術(shù)目前主要應(yīng)用于精密模具的修復(fù),也可用于汽車、航天飛行器中精密零件的修復(fù)。
(5)應(yīng)用情況及存在的問題;
本項(xiàng)目技術(shù)目前主要用于大平面模具表面的修復(fù),但不適用于小平面、小曲率模具表面的修復(fù)。
(6)歷年獲獎(jiǎng)情況;
本項(xiàng)目技術(shù)于2017年獲得黃山市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
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