[发明专利]一种带有蛇皮纹模具的激光熔覆修复方法

说明书

技术领域

本发明属于激光熔覆修复技术领域，特别是涉及一种带有蛇皮纹模具的激光熔覆修复方法。

技术背景

激光熔覆技术是一项新兴、迅猛发展的技术，它是在高能量密度激光束照射下，基体表面一薄层与根据需要加入的材料（合金粉末、丝材、片状材料）同时熔化，形成厚度为10～1000μm表面熔化层，快速凝固以满足某一特殊性能要求的工艺方法，是集激光加热熔化、熔池中元素扩散、相变作用及快速凝固成型等多学科交叉的一门新技术用前景的技术之一。利用该技术可以在低成本基体上制备出耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、隔热、绝缘、等多种特殊性能的表面强化层。激光熔覆技术的特点是：热量输入少，对基体作用的热影响区较小，避免修复后工件产生大的变形以及残余应力的产生；稀释率非常小，仅基体表面一层熔化，降低母材对熔覆材料的稀释作用；易于实现精确控制，表面成形质量较好。

蛇皮纹模具在使用中会受到冲击、摩擦磨损、腐蚀等作用，在模具表面出现划痕和孔洞。采用以往的电弧堆焊热量输入大模具变形较大，冷焊修复在时在修复的边缘容易出现咬边，热喷涂方法修复面的结合强度不足，使用中易脱落，这些方法都无法保证模具表面蛇皮纹的完整、平滑过渡。蛇皮纹的用途是为了浇铸出的工件表面具有花纹增强防滑和美观的功能，一套新模具的蛇皮纹要耗用大量的手工劳动和时间，而经过激光熔覆修复的模具可以与新模具一样可以继续使用。蛇皮纹修复的难点在于实现修复区与未修复区之间纹理的平滑连接，使用本方法控制好熔覆层的成形质量。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种带有蛇皮纹模具的激光熔覆修复方法，可以使修复区的蛇皮纹与周围蛇皮纹实现平滑、完整的连接。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明包括如下工艺步骤：

1.把模具固定在工作台上，打磨模具磨损处表面的氧化层，并修整成规则的几何形状，用丙酮清洗待熔覆区域；

2.根据熔覆的位置编写机床程序，设定工艺参数，启动激光器用熔覆材料进行熔覆； 

3.冷却后进行着色检查是否有裂纹缺陷，合格后将熔覆层磨平；

4.在磨平的熔覆层表面重新生成蛇纹皮。

其中所述的工艺参数：激光功率为2～4kw，扫描速度为80～200mm/min,光斑直径为1～3mm。所述的激光器为半导体激光器、光纤激光器、YAG激光器或CO2激光器。所述的熔覆材料为丝材。所述的模具为小的点损伤时，采用点动送丝熔覆；对于大范围的损伤采用连续送丝熔覆并进行多道搭接，搭接率为30%-50%。

本发明的有益效果是：

使用本发明激光熔覆的方法修复带有蛇皮纹的模具，选用与模具材质相近的丝材作为熔覆材料，确保熔覆区与未熔覆区硬度分布均匀，而且生成的蛇纹效果一样。激光熔覆后模具变形小，熔覆过程中没有飞溅，对其它区域的蛇皮纹没有影响，激光熔覆丝材填充受损区可以控制好熔覆层的厚度。延长了模具的使用寿命，产生了良好的经济效益降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明激光熔覆修复示意图。

图2为方向盘模具示意图。

图中：1.激光器聚焦头，2.模具，3.熔覆用的丝材，4.工作台，5.方向盘模具，6.点磨损处，7.线磨损处。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：如图1、图2所示，本例需修复的方向盘模具5为点磨损，激光器采用CO₂激光器，具体修复步骤如下：

1、把方向盘模具5固定在工作台4上，用电摩将点磨损处6表面的氧化层打磨掉，并修整成规则的圆孔形状，用丙酮清洗表面；

2、将熔覆用的丝材3预先输入到小孔上方，确定好丝材3的长度，调整好激光器聚焦头1的位置，调节光斑的大小以及光斑中心位于孔的中心处；

3、设定好工艺参数：激光功率P=4KW， 光斑直径D=3mm ，激光作用时间T=1s。

4、打开激光光闸进行熔覆，待熔覆区冷却后，喷涂着色剂检查是否有缺陷，磨平到预留尺寸，通过化学方法生成蛇皮纹。

实施例2：如图1、2所示，本例需修复的方向盘模具5为线磨损，激光器采用光纤激光器，具体修复步骤如下：

1、把方向盘模具5固定在工作台4上，用电摩将线磨损处7表面的氧化层打磨掉，并修整成规则的直线形状，用丙酮清洗表面；

2、测量扫描直线的长度，设定扫描的起止点，编好机床程序，采用同步送丝的方式进行熔覆；