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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