激光模具表面抗裂仿生单元体模型
2018-07-19
精密成形工程 2018年4期
(上海飞机制造有限公司,上海 201324)
在航空制造过程中,60%的零部件都要依靠模具加工和检验,因此对航空模具提出的高精度、高可靠性、高复杂性的要求,从而保障航空零组件的性能。但是此类模具制作成本高昂、维护困难,使用耐久度亟待提高。单纯依靠模具选材和传统表面工程方法提高模具耐磨性,容易造成成本升高但效果有限的情况。
随着生产的需要和人类长期的仿生学习,从 20世纪中期开始,工程师和科研人员已经认识到仿生物是开辟新技术的主要途径之一,通过对生物学与传统科学、纳米技术、激光进行深度的关联性研究,取得了理论、试验和应用方面的众多成果[1—2]。目前通过激光技术手段,已经可以实现在模具表面形成类生物微观构造的单体,从而获得所需要的耐磨、耐腐蚀性能,并且已经成为研究热点[3—7]。国内研究人员已经系统研究了利用激光提高 H13钢机械性能及热疲劳性能的方法。有研究人员[8]研究了H13钢激光熔凝仿生强化的热疲劳性能。丛大龙等[9—10]研究了激光合金化及激光熔凝两种处理方式下 H13钢的热疲劳抗性变化。孟超等[11]采用激光熔覆技术,在退火态 H13钢试样表面得到非光滑表面,并对比了试样的疲劳性能。丛大龙等[12]设计修复性的实验路线,采用激光填丝工艺,研究退火态下 H13钢裂纹阻止方式。刘立君等提出利用激光仿生阻断技术,降低模具表面龟裂[13—15],仿生强化后,模具寿命大大提高。
文中从植物叶片抗开裂角度,建立热作模具表面裂纹局部激光仿生抗开裂模型,并验证其实际应用可行性,为提高模具寿命提供一种新的方法。……
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