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原文传递大型曲轴模具堆焊制造工艺研究

论文题名：	大型曲轴模具堆焊制造工艺研究
关键词：	曲轴模具;堆焊制造工艺;失效原因;机械疲劳裂纹;汽车发动机
摘要：	曲轴是发动机中承受载荷传递动力的重要零部件，随着汽车工业的快速发展，其市场需求量不断增大。但是用于制造大型曲轴的模具型腔复杂，工况条件恶劣，寿命很低，导致曲轴造价高，生产效率低下。采用堆焊技术修复或制造模具不仅可以提高模具寿命，而且还会缩短模具生产周期，降低企业成本。但由于曲轴模具本身的复杂性和使用条件的苛刻，限制了堆焊技术的应用。本文针对某锻造厂服役条件下的大型曲轴模具的工况条件，通过对模具失效原因的分析选择了合适的堆焊材料，研究制定了堆焊制造工艺，并进行了工厂生产实践验证。　　通过现场调查和试验分析，对大型曲轴模具的失效原因进行了分析。结果表明：机械疲劳裂纹和热磨损是曲轴模具失效的主要原因，因二者失效的曲轴模具约占失效模具总数的90％；而塑性变形和热疲劳裂纹一般不是此类模具失效的主要因素，但二者会加剧模具型腔的磨损，加速模具的失效进程。曲轴模具材料失效的主要抗力指标是高温（600℃）屈服强度、高温（600℃）冲击韧性及热稳定性，选择合适的模具堆焊材料可以显著提高模具寿命。　　通过对材料的性能对比研究，完成了六拐八平衡块曲轴模具堆焊制造材料的选择。选择具有高强度、高韧性的RMD535作为过渡层堆焊材料；选择在抗裂性、粘着磨损性能、回火稳定性、抗拉强度、冲击韧性等方面均表现良好的RMD647作为工作层堆焊材料。使用上述两种堆焊材料对六拐八平衡块曲轴模具进行复合堆焊制造。　　针对选定的堆焊材料，对堆焊制造曲轴模具的配套工艺进行了研究，确定了堆焊制造过程中所用的堆焊方法及其工艺参数、预热工艺、热处理工艺等配套工艺。通过研究回火温度和时间对堆焊金属组织与性能的影响，确定曲轴模具焊后热处理工艺为550℃×10h；通过理论分析和实验验证，确定曲轴模具的预热工艺为450℃×10h；针对曲轴模具堆焊制造中常见的焊接缺陷（气孔、裂纹、夹渣、咬边），系统分析了其产生原因，并提出了相应预防对策。　　通过对曲轴模具堆焊制造工艺的研究，制定了完整的六拐八平衡块曲轴模具堆焊制造工艺规程，并对失效的曲轴模具进行了堆焊制造工艺试验。工程实践应用结果表明，通过堆焊技术制造的模具寿命是同类模具的1.5倍，其质量和使用性能均能满足要求，修复效果良好。
作者：	高文良
专业：	材料加工工程
导师：	刘仁培
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京航空航天大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文