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钢管冷拔模具作为钢管冷拔作业的核心部件,在管坯剧烈的塑性变形过程中受到复杂力的作用,同时管坯塑变放热和摩擦生热,钢管冷拔模具的磨损消耗量非常巨大。钢管冷拔模具作为钢管冷拔工艺中的易消耗件,对冷拔钢管的产量、质量和成本有着巨大影响,因此要实现钢管冷拔行业的可持续发展,如何降低钢管冷拔模具的磨损消耗,对磨损失效的模具实行再制造修复,延长钢管冷拔模具的使用寿命等成为国内外各相关厂家及科研院所面临的重要课题。本文着重从数值模拟和实验的角度展开对钢管冷拔模具的失效分析和再制造修复研究,主要内容如下:采用DEFORM数值模拟软件对钢管冷拔过程进行了模拟分析,求得钢管冷拔模具在冷拔过程中的温度场和应力场,分析了冷拔过程中拉拔力、模具温度、模具应力、模具磨损量等模拟结果的变化及分布情况,并得出模具失效的主要原因、形式和失效位置,为钢管冷拔模具的修复与再制造研究打下了基础。根据熔覆合金粉末的设计原则和模具材料的性质,设计了M-1、M-2两种镍基复合合金粉末作为磨损失效钢管冷拔模具再制造修复备用粉末,同时研究了熔覆效果的控制方法。将设计的两种熔覆合金粉末在切取的基材试板上分别进行了激光熔覆和等离子熔覆实验研究,根据熔覆经验及粉末与设备的特性确定了相应的激光及等离子熔覆工艺参数。观察了熔覆过程中的熔覆现象,并对激光熔覆及等离子熔覆的热影响进行了对比分析。对熔覆实验制得的四种熔覆层进行了显微硬度、拉伸性能、冲击韧性和摩擦磨损性能对比实验及金相组织观察。通过对实验结果的分析对比,发现激光熔覆M-1复合合金粉末所制得熔覆层力学性能、耐磨性能最佳,且熔覆层与基材有着良好的冶金结合,满足钢管冷拔模具的再制造修复要求。在失效的钢管冷拔模具上进行了激光熔覆M-1复合合金粉末的再制造修复实践,经宏观观察及无损探伤未发现裂纹缩孔等缺陷,进一步验证了激光熔覆M-1复合合金粉末修复钢管冷拔模具的可行性。