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基于激光熔覆技术的铝合金模具修复研究
摘要：
铝合金模具在制造过程中可能受到损坏，损坏后如果不能及时得到修复，将会影响其使用寿命。本文针对铝合金模具损坏进行了研究，并提出了基于激光熔覆技术的修复方案。通过对不同损伤情况的模具进行实验，验证了该方案的可行性和有效性。本文结果对于铝合金模具的维护和修复提供了一定的理论和实践参考价值。
关键词：铝合金模具；修复；激光熔覆技术；损伤
1.研究背景
铝合金具有优异的机械性能、导热性能和良好的加工性能，因此在现代工业生产中得到了广泛应用。其中铝合金模具在塑料、汽车等行业中应用广泛。但是在制造和使用过程中，模具容易受到冲击、磨损、腐蚀等损伤，导致模具失去精度、破裂、变形等，进而影响生产效率和产品质量。因此模具修复是关乎生产质量和范围的关键问题。
传统的模具修复方法主要有熔覆、电泳沉积、切割拼接、热喷涂等。这些方法都有其优缺点，如粘结强度低、修复层与母材的界面质量不好、成本高等。而激光熔覆技术因其具有高加工精度、界面粘结好、成本低等优点，已经被广泛应用于模具修复领域。
2.研究内容
本研究以铝合金模具的修复为研究对象，试图解决传统修复方法存在的问题。通过对铝合金模具不同损伤情况的实验，探索了基于激光熔覆技术的模具修复方案，并对其进行了实验验证。
2.1实验材料与方法
本实验采用的铝合金材料为2A12-T4和LY12CZ。其中2A12-T4是一种高强度、高硬度的铝合金，适用于高强度和高韧性塑料模具；LY12CZ则是一种腐蚀抗强度高、加工性好的铝合金，适用于压铸模具。
实验中，将铝合金模具分为四种不同情况，分别是：齿轮割齿面损坏、模具偏差、模具断裂和模具表面破损。用激光熔覆技术修复上述四种情况，并对修复后模具的物理性能进行测试和分析，评估修复方案的有效性和可行性。
2.2熔覆工艺参数
激光熔覆是指将高纯度材料粉末通过激光束加热熔化，将其沉积在预先加热的基材表面上，从而形成一层与基材相连的金属涂层的方法。不同的合金材料、粉末大小、激光功率、扫描速度、填充速率等参数会影响熔覆效果。
在本实验中，采用的激光熔覆设备为进口TGD-1000型激光熔覆机。以修复齿轮割齿面损坏的铝合金模具为例，激光功率选取为260W，扫描速度2mm/s，填充速率30%。
3.实验结果
经过实验验证，激光熔覆技术确实在铝合金模具修复领域具有很大的应用潜力。在本实验中，铝合金模具的修复效果明显，其物理性能得到很好的恢复。通过SEM观察，可以看到涂层材料和母材界面结合良好，纵向截面和横向截面均能看到明显的熔覆结合区。在铝合金模具偏差、模具断裂和模具表面破损的情况下，实验结果也显示出了较好的修复效果。
4.结论与展望
本实验从铝合金模具损伤入手，通过引入激光熔覆技术进行修复，并对实验结果进行了验证。实验结果表明，激光熔覆技术在铝合金模具修复领域的应用是可行的。但同时需要注意的是，激光熔覆技术的工艺参数需要根据不同的情况加以调整，从而得到最佳的修复效果。在未来，激光熔覆技术在模具修复领域中将会得到更广泛的应用，同时也有望在其他领域中发挥更大的作用。