第1章 模具失效概述 1
1.1 模具的工作条件 2
1.1.1 冷作模具的工作条件 2
1.1.2 热作模具的工作条件 6
1.2 模具失效形式和过程 9
1.2.1 模具失效的基本形式 9
1.2.2 模具的变形失效 11
1.2.3 模具的磨损失效 12
1.2.4 模具的疲劳失效 13
1.2.5 模具的冷热疲劳失效 15
1.2.6 模具的断裂失效 16
1.2.7 多种损伤形式的交互作用 17
1.3 模具寿命分析 18
1.3.1 模具结构对模具寿命的影响 18
1.3.2 模具工作条件对模具寿命的影响 23
1.3.3 模具材料对模具寿命的影响 25
1.3.4 模具制造过程对模具寿命的影响 28
1.4 模具表面热处理技术 33
1.4.1 模具表面的化学热处理技术 33
1.4.2 模具表面的涂镀技术 36
1.4.3 模具表面的气相沉积技术 37
1.4.4 模具表面的其他处理技术 39
习题 40
第2章 模具修复基本方法简介 42
2.1 模具手工电弧焊修复方法 44
2.1.1 手工电弧焊原理 44
2.1.2 模具手工电弧焊修复实例 45
2.2 模具等离子弧修复方法 47
2.2.1 等离子弧堆焊原理 47
2.2.2 模具等离子弧堆焊修复实例 49
2.3 模具表面喷涂修复方法 50
2.3.1 表面喷涂原理 50
2.3.2 模具表面喷涂修复实例 54
2.4 模具冷焊修复方法 56
2.4.1 冷焊机概述 57
2.4.2 冷焊机原理 58
2.4.3 冷焊机的参数选择与调节 59
2.4.4 冷焊机操作 60
2.4.5 冷焊机修复实例 63
2.5 精密脉冲模具焊补方法 65
2.6 模具修复硬化层质量常用检测方法 68
2.6.1 宏观检测 68
2.6.2 硬度检测 69
2.6.3 金相组织检测 72
2.6.4 化学成分检测 73
2.6.5 残余应力检测 74
2.6.6 耐磨性能检测 75
习题 77
第3章 激光加工技术基础 78
3.1 CO2气体激光器 79
3.1.1 横流式CO2激光器 80
3.1.2 轴流式CO2激光器 81
3.2 Nd:YAG固体激光器 83
3.2.1 灯泵浦Nd:YAG固体激光器 83
3.2.2 二极管泵浦Nd:YAG固体激光器 85
3.3 光纤激光器原理 88
3.3.1 光纤激光器特点及传统YAG激光器的局限 88
3.3.2 光纤激光器介绍 91
3.3.3 IPG高功率光纤激光器介绍 95
3.4 高平均功率全固态激光器 102
3.4.1 全固态激光器的特点 102
3.4.2 高平均功率全固态激光器发展现状 102
3.4.3 热容激光技术 112
3.4.4 激光相干合成技术 113
3.4.5 高平均功率全固态激光器应用 114
3.5 激光加工数控系统 115
3.5.1 激光加工系统的构成 115
3.5.2 通用激光加工数控系统 116
3.5.3 机器人激光加工柔性系统 120
习题 122
第4章 激光与金属材料交互作用 123
4.1 金属材料对激光吸收的规律 124
4.2 金属材料对激光的吸收 125
4.3 光致等离子体和匙孔效应 130
习题 133
第5章 激光相变硬化 134
5.1 激光相变硬化原理 135
5.2 激光相变硬化工艺 137
5.2.1 工件表面预处理影响 137
5.2.2 原始组织影响 138
5.2.3 激光相变工艺参数选择原则 140
5.3 激光相变硬化残余应力分析 141
5.3.1 激光工艺参数对残余应力的影响 141
5.3.2 相变层的残余应力 142
5.4 激光相变硬化应用实例 143
习题 147
第6章 激光熔覆、合金化、非晶化、熔凝与熔注技术 148
6.1 激光熔覆原理 150
6.2 激光熔覆工艺 151
6.2.1 激光熔覆层成分均匀性控制 153
6.2.2 激光熔覆层裂纹控制 153
6.2.3 激光熔覆层气孔控制 156
6.3 激光熔覆材料 157
6.3.1 铁基材料 157
6.3.2 镍基材料 158
6.3.3 钴基材料 161
6.3.4 陶瓷材料 162
6.4 激光表面熔覆应用 165
6.4.1 模具表面激光熔覆 166
6.4.2 轧辊轴类表面激光熔覆 169
6.5 激光表面合金化 174
6.5.1 激光表面合金化原理 174
6.5.2 激光表面合金化工艺 175
6.5.3 激光表面合金化材料体系 178
6.5.4 激光表面合金化的应用 178
6.6 激光熔凝 179
6.6.1 激光熔凝原理 179
6.6.2 模具表面激光熔凝局部条纹仿生强化 181
6.6.3 汽车制动毂激光熔凝强化 184
6.6.4 镁合金激光熔凝处理工艺研究 187
6.7 激光非晶化技术 190
6.7.1 激光表面非晶化研究现状 190
6.7.2 激光表面非晶化原理 194
6.7.3 激光表面非晶化工艺 195
6.7.4 激光辐照非晶Fe78Si9B13样品的表面晶化 197
6.8 激光熔注技术 197
6.8.1 激光熔注技术研究现状 197
6.8.2 激光表面熔注技术化原理 200
6.8.3 激光表面熔注技术工艺 201
6.8.4 激光表面熔注技术应用 201
习题 204
第7章 小功率Nd:YAG激光填丝焊接技术 205
7.1 激光填丝焊接技术研究现状 206
7.2 激光填丝焊技术原理 208
7.2.1 激光填丝焊装置 208
7.2.2 激光束与热丝相互作用机理 209
7.2.3 激光热丝焊技术 210
7.3 小功率Nd:YAG激光焊接设备 211
7.3.1 WF300激光焊接机技术特点 211
7.3.2 整机结构和工作原理 212
7.3.3 光学系统 213
7.3.4 数控工作台 216
7.4 小功率激光填丝焊接规范参数 226
7.4.1 激光送丝速度的确定 226
7.4.2 激光能量吸收影响因素 227
7.4.3 小功率激光焊接工艺规范参数 229
7.5 激光焊丝材料国内外牌号简介 233
7.6 小功率Nd:YAG激光填丝焊接技术 235
7.6.1 模具小功率激光填丝修补技术 235
7.6.2 汽车座椅转向器小功率激光填丝焊接 237
习题 240
第8章 热作模具激光强化与修复再造技术 241
8.1 热作模具材料分类 242
8.2 热作模具材料工艺性能与选用 242
8.3 热作模具失效分析 244
8.4 热作模具激光强化与修复技术实例 249
8.5 热作模具表面裂纹局部激光仿生阻断实例 250
习题 255
第9章 压铸模具激光强化与修复再造技术 256
9.1 压铸模具分类及工作条件 257
9.2 压铸模具材料工艺性能与选用 259
9.3 压铸模具主要失效形式分析 270
9.4 压铸模具激光强化与修复技术实例 277
9.5 模具表面激光局部网格仿生强化 279
习题 281
参考文献 282