池金春,张安峰,谢士兴,金成

(1.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 710054, 西安;2.西安交通大学快速制造国家工程研究中心, 710054, 西安)

电弧喷涂快速模具内应力检测和喷涂工艺优化

池金春1,张安峰1,谢士兴1,金成2

(1.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 710054, 西安;2.西安交通大学快速制造国家工程研究中心, 710054, 西安)

以降低电弧喷涂厚涂层内应力为目的,对曲率法所依据的Stoney公式进行了修正。采用修正后的曲率法较稳定可靠地检测出了厚涂层的平均内应力,优化了喷涂工艺,提高了模具的成形精度,并成功应用于长为2 m的汽车外饰钣金件冲压模具制作。实验研究喷涂工艺(喷涂距离、喷涂电流、扫描轨迹和扫描速度)与涂层内应力之间的定量关系后发现:涂层内应力与单层涂层厚度呈现相似的变化趋势,但变化比例并不是一一相对应的;内应力随喷涂距离和扫描速度的增加以及喷涂电流的减小而递减,受扫描轨迹影响最显著。通过优化工艺,使涂层内应力降低了27.5%～63.9%。

电弧喷涂;快速模具;工艺;内应力

电弧喷涂快速模具技术是利用电弧喷涂成型的厚涂层型壳作为模具工作面的一种简易快捷的模具制造技术,用于家电、鞋类、汽车等众多行业的样品试制,能极大地降低开发成本,缩短试制时间。1996年,英国的Sprayform Tools & Dies,Ltd公司成功开发出电弧喷涂快速模具的工艺,随后美国福特公司成功制备高熔点合金模具,并应用于汽车、飞机覆盖件的冲压成型,实现了快速模具在工业生产中的实际应用[1-5]。……