[发明专利]锻模喷堆复合焊再制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及模具领域，尤其是一种锻模的修复再制造方法。

背景技术

在制造业中，模具是工业生产的基础工艺装备。模具生产技术水平的高低，在很大程 度上决定着产品的品质、效益和新产品的开发能力，已成为衡量一个国家产品制造水平高 低的重要标志。

目前在我国的许多企业中，模具的使用寿命还比较低，仅相当于国外的1/3～1/5。多 数失效的模具，只因为表面很薄一层工作层被磨损或局部热蚀剥落而报废，造成的极大的 资源浪费。据统计，由于模具寿命低而造成的钢材消耗和能源浪费，以及对产品质量影响 所带来的损失，每年达上百亿人民币。

我国锻造行业目前模具损坏失效后，主要采用局部焊接或整体下落两种方式进行模具 修复。局部焊接方式修复效果差，修复后模具各方面性能均难以达到要求，很快会再次出 现破损需重新修复，经济效益不高；整体下落方式则造成模具基材的浪费，并且由于锻模 基材质量的减少使其机械性能加速降低，造成模具提前报废，同时支出极大的机加工费用 及热处理费用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了克服上述现有技术的不足而提供一种可修复得到 具备较好的强度、硬度、冲击韧性、表层耐磨与抗热疲劳等各方面性的锻模，同时又可降 低生产成本、提高模具使用寿命、节约材料及能源的锻模喷堆复合焊再制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

锻模喷堆复合焊再制造的方法，包括依次执行的以下步骤：

a.将失效模具含缺陷的型腔部分整体下刨，直至去除型腔内缺陷。

b.在模具波浪形表面上进行一步法喷焊自熔性合金粉末，即边喷边熔的方法，形成 一均匀的喷焊层，该喷焊层作为过渡层。由于喷焊后基体界面处的晶粒与堆焊相比较为细 小，可在改善模具强度和冲击韧性的同时提高焊层与基材的结合强度，有效连接基体层与 堆焊层，提高锻模基体的可焊接特性和强度。

c.采用自动气体保护堆焊工艺，在模具过渡层喷焊面上堆焊一层表面强化层。所述 自动气体保护堆焊工艺是指采用自动堆焊机在惰性气体保护下进行自动堆焊。其中，该层 强硬度和韧性高，延伸率、收缩率、冲击韧性和高温性能良好，为耐磨与抗热疲劳性能层， 在锻模模具工作中起主要作用。

d.采用回火缓冷工艺，堆焊完毕立刻进行回炉升温，缓冷。此时工件内大部分残余 奥氏体转变为马氏体，并使马氏体消除了内应力，强化部位硬度要高于基体硬度。

e.用电脉冲机床加工成形或直接用砂轮打磨的方式进行精加工，使模具型腔的各部 分尺寸到位。

在上述技术的所述步骤a中，作为优化，失效模具型腔表面被下刨清理为波浪形，增 加焊接时焊材与基体材料的结合强度，大大提高最终得到的锻模模具的整体性能要求。

作为再一步优化，在所述b和步骤c中，在焊接过程中间断性地敲击模具令其振动， 控制振动频率，以减少应力集中、细化晶粒等。

在所述步骤b中，作为再一步优化，采用中性焰和微量碳化焰，防止焊层过熔氧化。

在所述步骤b和步骤c中，作为再进一步的优化，焊接前模具需预热，这样，可以使 熔敷金属与母材之间降低温度差的影响，避免从热影响区带来种种缺陷。

经过以上步骤得到的工件，焊接强化部位超过一般模具钢性能，基体材料利用率高， 成本降低，工件寿命提高，实现了低成本、低能耗、短时间、高利用率、高效率、高性能 和高效益的制造。

综合目前国内现有的锻模修复技术状况，以及堆焊和喷焊自身特点。申请人考虑到， 如果能将堆焊和喷焊技术结合起来，对失效模具翻新再制造，减低了生产成本，减少了产 品报废率。同时充分利用喷焊与堆焊各自的特点，提高模具基体与焊层的连接强度，改善 模具强度和冲击韧性，优化表层耐磨与抗热疲劳性能，在强化区域层的性能超过新制 5CrNiMo、5CrMnMo整体模具的性能。

喷焊技术对基体输入热量小，基体变形小，喷焊速度快，粉末利用率高。喷焊层比基 材有更优异的使用性能；设备简单，投资少，易于推广使用；设备操作简单，工艺易于掌 握；工艺适应性强，不受工件批量、形状、大小的影响，无论是在车间内，还是工件使用 现场，都可以喷焊施工，但喷焊厚度一般都只有几个到十几个毫米，不能满足锻模的要求。