一種預(yù)硬化型塑料模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)硬化型塑料模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法，首先根據(jù)預(yù)硬化型塑料模具鋼的組織特征和性能要求設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，從中找出對(duì)性能影響顯著的熱處理工藝參數(shù)；然后采集化學(xué)成分、熱處理工藝參數(shù)及性能指標(biāo)；建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練，模型的輸入為化學(xué)成分、熱處理工藝參數(shù)，模型輸出為性能指標(biāo)；用訓(xùn)練好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)化學(xué)成分、熱處理工藝參數(shù)對(duì)鋼性能進(jìn)行預(yù)測(cè)并研究輸入對(duì)輸出的影響規(guī)律。本發(fā)明建立化學(xué)成分、熱處理工藝參數(shù)與力學(xué)性能之間的復(fù)雜非線性關(guān)系，從而能有效控制成分及熱處理工藝過程，生產(chǎn)出性能優(yōu)異的預(yù)硬化型塑料模具鋼，提高了模具的使用壽命。
【專利說明】一種預(yù)硬化型塑料模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵材料制造領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)硬化型塑料模具鋼熱處理工藝過程控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，塑料制品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，且不斷向精密化、大型化和復(fù)雜化方向發(fā)展。塑料加工成型中，要用到塑料模具。但目前在我國(guó)的許多企業(yè)中，塑料模具的使用壽命還比較低。模具主要失效方式為表面磨損、變形和斷裂。模具失效絕大多數(shù)是由于熱處理不當(dāng)、選材不當(dāng)造成的。因此，塑料模具鋼的化學(xué)成分及熱處理工藝的優(yōu)化可使其具有良好的鏡面加工性、合適的硬度、良好的耐磨性及耐蝕性等。
[0003]復(fù)雜、高精度的塑料模具在型腔加工后再進(jìn)行熱處理，會(huì)出現(xiàn)淬火變形、開裂、脫碳等熱處理缺陷，嚴(yán)重影響塑料制品表面質(zhì)量。目前廣泛應(yīng)用的預(yù)硬化型塑料模具鋼在完成鋼材或模塊的調(diào)質(zhì)處理后再加工成模具，有效避免了熱處理缺陷。因此預(yù)硬化型塑料模具鋼特別適合制造形狀復(fù)雜、精密的大中型塑料模具。
[0004]模具鋼與其他表面用途鋼材不同，模具鋼要經(jīng)過刻模加工成復(fù)雜的形狀，因此鋼材內(nèi)部任意截面都有可能成為使用過程中的工作面。鋼材不同部位的微觀組織及性能的差異均有可能影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此其組織及性能的均勻性就顯得尤為重要。適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囘^程控制可以有效改善模具的組織及性能均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)硬化型塑料模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法，能夠得出化學(xué)成分、熱處理工藝參數(shù)與模具鋼性能關(guān)系，然后控制模具鋼的成分及熱處理工藝，以期得到性能優(yōu)異，且性能均勻性較高的塑料模具鋼。
[0006]本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:一種預(yù)硬化型塑料模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法，包括以下步驟:
[0007]⑴、根據(jù)模具鋼的組織特征和性能要求設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，因素為熱處理工藝參數(shù)，從中找出對(duì)性能影響顯著的熱處理工藝參數(shù)，對(duì)性能影響顯著的熱處理工藝參數(shù)包括:淬火溫度、保溫時(shí)間及冷卻方式、第一次回火溫度及保溫時(shí)間、第二次回火溫度及保溫時(shí)間中的一種或幾種；模具鋼性能指標(biāo)包括:硬度、屈服強(qiáng)度σα2、抗拉強(qiáng)度Ob、、伸長(zhǎng)率δ、斷面收縮率ψ和沖擊功Akv ；
[0008]⑵、采集化學(xué)成分、對(duì)性能影響顯著的熱處理工藝參數(shù)和模具鋼性能指標(biāo)，其中化學(xué)成分由CE表達(dá)，
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)硬化型塑料模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)、根據(jù)模具鋼的組織特征和性能要求設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，因素為熱處理工藝參數(shù)，從中找出對(duì)性能影響顯著的熱處理工藝參數(shù)，對(duì)性能影響顯著的熱處理工藝參數(shù)包括:淬火溫度、保溫時(shí)間及冷卻方式、第一次回火溫度及保溫時(shí)間、第二次回火溫度及保溫時(shí)間中的一種或幾種；模具鋼性能指標(biāo)包括:硬度、屈服強(qiáng)度σα2、抗拉強(qiáng)度Ob、、伸長(zhǎng)率δ、斷面收縮率Ψ和沖擊功Akv ； ⑵、采集化學(xué)成分、對(duì)性能影響顯著的熱處理工藝參數(shù)和模具鋼性能指標(biāo)，其中化學(xué)成分由 CE 表達(dá)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法，其特征在于:所述的步驟⑶中建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是建立人工BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法，其特征在于:所述的步驟⑶中對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練為調(diào)整BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型權(quán)值從而最小化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能函數(shù)的過程，其中性能函數(shù)E為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)硬化型塑料模具鋼成分及熱處理工藝過程控制方法，其特征在于:所述的步驟⑶中對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練是對(duì)廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練:廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練樣本確定后,相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和各神經(jīng)元之間的連接權(quán)值也隨之確定，網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練是確定光滑因子的過程； 網(wǎng)絡(luò)的第一層為輸入層，輸入向量為P，神經(jīng)元數(shù)R為輸入變量的維數(shù)，P=[Pl，P2，…，Pr]，P1, P2,…，Pr為模具鋼的CE和對(duì)性能影響顯著的熱處理工藝參數(shù)；網(wǎng)絡(luò)的第二層為徑向基層，神經(jīng)元的個(gè)數(shù)為訓(xùn)練模式數(shù)Q，第一層的權(quán)矩陣W1被設(shè)為輸入樣本I，偏差b1為光滑因子，用σ表示，自行選擇變量，網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)輸入IIdistII表示輸入變量P與W1的歐氏范數(shù)，即:
【文檔編號(hào)】G06N3/02GK103886371SQ201410124255
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】周正悅, 徐磊 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)