一种预硬化型塑料模具钢成分及热处理工艺过程控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种预硬化型塑料模具钢成分及热处理工艺过程控制方法，首先根据预硬化型塑料模具钢的组织特征和性能要求设计正交试验，从中找出对性能影响显著的热处理工艺参数；然后采集化学成分、热处理工艺参数及性能指标；建立人工神经网络模型，并对模型进行训练，模型的输入为化学成分、热处理工艺参数，模型输出为性能指标；用训练好的人工神经网络模型根据化学成分、热处理工艺参数对钢性能进行预测并研究输入对输出的影响规律。本发明建立化学成分、热处理工艺参数与力学性能之间的复杂非线性关系，从而能有效控制成分及热处理工艺过程，生产出性能优异的预硬化型塑料模具钢，提高了模具的使用寿命。
【专利说明】一种预硬化型塑料模具钢成分及热处理工艺过程控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁材料制造领域，尤其涉及一种预硬化型塑料模具钢热处理工艺过程控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，塑料制品在国民经济的各个领域得到广泛的应用，且不断向精密化、大型化和复杂化方向发展。塑料加工成型中，要用到塑料模具。但目前在我国的许多企业中，塑料模具的使用寿命还比较低。模具主要失效方式为表面磨损、变形和断裂。模具失效绝大多数是由于热处理不当、选材不当造成的。因此，塑料模具钢的化学成分及热处理工艺的优化可使其具有良好的镜面加工性、合适的硬度、良好的耐磨性及耐蚀性等。
[0003]复杂、高精度的塑料模具在型腔加工后再进行热处理，会出现淬火变形、开裂、脱碳等热处理缺陷，严重影响塑料制品表面质量。目前广泛应用的预硬化型塑料模具钢在完成钢材或模块的调质处理后再加工成模具，有效避免了热处理缺陷。因此预硬化型塑料模具钢特别适合制造形状复杂、精密的大中型塑料模具。
[0004]模具钢与其他表面用途钢材不同，模具钢要经过刻模加工成复杂的形状，因此钢材内部任意截面都有可能成为使用过程中的工作面。钢材不同部位的微观组织及性能的差异均有可能影响产品的质量，因此其组织及性能的均匀性就显得尤为重要。适当的热处理工艺过程控制可以有效改善模具的组织及性能均匀性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种预硬化型塑料模具钢成分及热处理工艺过程控制方法，能够得出化学成分、热处理工艺参数与模具钢性能关系，然后控制模具钢的成分及热处理工艺，以期得到性能优异，且性能均匀性较高的塑料模具钢。
[0006]本发明采用下述技术方案:一种预硬化型塑料模具钢成分及热处理工艺过程控制方法，包括以下步骤:
[0007]⑴、根据模具钢的组织特征和性能要求设计正交试验，因素为热处理工艺参数，从中找出对性能影响显著的热处理工艺参数，对性能影响显著的热处理工艺参数包括:淬火温度、保温时间及冷却方式、第一次回火温度及保温时间、第二次回火温度及保温时间中的一种或几种；模具钢性能指标包括:硬度、屈服强度σα2、抗拉强度Ob、、伸长率δ、断面收缩率ψ和冲击功Akv ；
[0008]⑵、采集化学成分、对性能影响显著的热处理工艺参数和模具钢性能指标，其中化学成分由CE表达，
【权利要求】
1.一种预硬化型塑料模具钢成分及热处理工艺过程控制方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)、根据模具钢的组织特征和性能要求设计正交试验，因素为热处理工艺参数，从中找出对性能影响显著的热处理工艺参数，对性能影响显著的热处理工艺参数包括:淬火温度、保温时间及冷却方式、第一次回火温度及保温时间、第二次回火温度及保温时间中的一种或几种；模具钢性能指标包括:硬度、屈服强度σα2、抗拉强度Ob、、伸长率δ、断面收缩率Ψ和冲击功Akv ； ⑵、采集化学成分、对性能影响显著的热处理工艺参数和模具钢性能指标，其中化学成分由 CE 表达
2.根据权利要求1所述的模具钢成分及热处理工艺过程控制方法，其特征在于:所述的步骤⑶中建立人工神经网络模型是建立人工BP神经网络模型。
3.根据权利要求2所述的模具钢成分及热处理工艺过程控制方法，其特征在于:所述的步骤⑶中对模型进行训练为调整BP神经网络模型权值从而最小化BP神经网络性能函数的过程，其中性能函数E为:
4.根据权利要求1所述的预硬化型塑料模具钢成分及热处理工艺过程控制方法，其特征在于:所述的步骤⑶中对模型进行训练是对广义回归神经网络模型进行训练:广义回归神经网络模型的训练样本确定后,相应的网络结构和各神经元之间的连接权值也随之确定，网络的训练是确定光滑因子的过程； 网络的第一层为输入层，输入向量为P，神经元数R为输入变量的维数，P=[Pl，P2，…，Pr]，P1, P2,…，Pr为模具钢的CE和对性能影响显著的热处理工艺参数；网络的第二层为径向基层，神经元的个数为训练模式数Q，第一层的权矩阵W1被设为输入样本I，偏差b1为光滑因子，用σ表示，自行选择变量，网络的加权输入IIdistII表示输入变量P与W1的欧氏范数，即:
【文档编号】G06N3/02GK103886371SQ201410124255
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】周正悦, 徐磊 申请人:郑州大学