[00041374]激光纳米陶瓷和CNTs复合涂层应用技术

　　模具的失效部位多位于工作面或次表面，如各类磨损、表面拉伤、疲劳断裂、微裂纹等，目前，一般采用的方法有采用普通电焊、气体保护焊等。但这些传统的模具修复工艺在模具精度要求越来越高的要求下，日益显现出其局限性，开始不能适应模具对质量的要求：（1）模具修复需要很长的周期，从而浪费了大量的生产时间；（2）修复后往往造成不可预见的缺陷，影响产品质量，甚至造成产品报废；（3）模具因受高温而退火，产生局部应力，甚至会造成模具变形，影响模具精度和寿命；（4）修补后的模具表面粗糙，难以光整。因此为适应工业化大规模生产的需要，亟待发展新的纳米化表面强化技术。 　　本项目选用难度较高、消耗较大的十字轴热锻模具为研究的切入点，结合激光深层合金硬化技术、纳米复合强化涂层技术，针对热锻模的失效机理，在模具表层0.6-2mm范围内，组装出复合强化层。1)通过深层激光合金硬化层增加次表层的硬度，实现与表层的合理梯度过渡，同时合金化渗入增加弥散强化的合金化合物，增加红硬性；2)通过纳米薄层复合强化涂层达到在纳米晶基础上分布纳米级细小弥散陶瓷颗粒的表层；3)纳米陶瓷的加入起到强化陶瓷涂层、减小摩擦系数并适当增加马氏体的含碳量等作用，可以增加脱模性。从以上三个方面设计，显著提升热锻模的整体性能及使用寿命。 　　该技术不仅可用于新型模具的表面强化处理，也可用于废旧模具的绿色再制造即修复强化。强化成本不超过模具制造成本的15％，使用寿命比未经激光处理的模具提高50％以上，可推广应用于各类家电、汽车等外壳零件的大型冲压模、大型拉延模、塑料模具、高精密高硬度数控成型刀具，以及各种传动部件(轴类、齿轮、凸轮、轴承、汽配件等)的表面强化。 　　制造业是浙江工业经济的支柱，也是我省国民经济增长的重要驱动力，工模具在浙江制造行业消耗巨大，工模具损耗在制造企业生产成本中已占据相当大的比重，据粗略统计，万向集团仅万向节成型铣刀一项每年就要消耗外汇几百万美元，而省内汽配行业工模具的年消耗量为数亿元。因此，针对工模具的强化与修复，发展快速、高效、精密的激光纳米复合强化技术不仅具有广阔的市场需求，而且具有重大的经济效益和社会效益。