基于数学统计综合分析方法的H13模具钢表面激光熔覆工艺参数优化
摘要
为了优化H13模具钢激光熔覆修复工艺参数，得到综合性能更好的熔覆层，以激光功率、扫描速度、粉末进给量和搭接率作为输入，设计四因素四水平正交试验，在H13基板上熔覆H13粉末制备熔覆层，并采用光学显微镜采集熔覆层的截面形貌。以熔覆层宽度（W）、平整度（τ）和稀释率（η）作为输出响应值，分别采用灰色关联度分析法（GRA法）、优劣解距离法（TOPSIS法）和秩和比法（RSR法）结合熵权法（EWM法）权重对响应值进行综合评价并对评价结果进行对比。最后采用显微硬度计对优化参数组合下制备的熔覆层的纵向和横向显微硬度进行检测，采用扫描电子显微镜观察截面微观组织，并用扫描电子显微镜附带的能谱仪表征元素的分布情况。通过试验对比发现：采用GRA-EWM法优化得到的工艺参数（2000 W，4 mm/s，14 g/min，35%）制备的熔覆层具有更高的综合性能（W=17.825 mm，τ=0.833，η=0.437），综合性能的预测值（0.819）与试验值（0.871）的吻合程度最高，为94.0%，熔覆层的平均硬度（867.6 HV0.3）是基体平均硬度（216.2 HV0.3）的4.01倍。采用GRA-EWM综合评价方法优化得到的修复H13模具钢表面的工艺参数，能够得到综合性能更好、硬度明显提升的熔覆层。
引用本文（GB/T 7714）
林江红 Lin Jianghong, 杜茂华 Du Maohua, 潘传旭 Pan Chuanxu. 基于数学统计综合分析方法的H13模具钢表面激光熔覆工艺参数优化[J]. Chinese Journal of Lasers, 2025.
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