[发明专利]以钴基加碳化钨为熔覆合金的Cr12MoV冷冲压模具激光修复工艺

说明书

技术领域

本发明属于激光熔覆技术领域，涉及模具的表面修复方法，具体涉及一种以钴基加碳化钨为熔覆合金的Cr12MoV冷冲压模具激光修复工艺。

背景技术

Cr12MoV钢是一种合金工具钢，含碳量为1.45％～1.7％，具有高淬透性，淬火时体积变化小，可用来制造断面较大、形状复杂、经受较大冲击负荷的各种模具和工具。例如，形状复杂的冲孔凹模、复杂模具上的镶块、钢板深拉模、拉丝模、冷挤压模、冷切剪刀等。应用在冷冲压模具中的Cr12MoV钢，由于工作环境恶劣(高压冲击、间断载荷)，局部容易产生磨损。另外，冷冲压产品一般为最终产品，不再进行机加工，对于模具的表面质量及尺寸精度等要求严格，所以模具中较小的磨损量也会影响冲压产品质量，导致整个模具报废。

采用表面堆焊、喷涂和熔覆技术修复模具表面缺陷、强化表面性能对于提高模具使用寿命、降低生产成本和节约资源具有重要意义。针对模具的修复方法主要有堆焊修复、热喷涂修复、电刷镀修复、等离子喷涂修复以及激光熔覆修复技术等。目前工业化较多采用的是电弧堆焊修复方法。中国专利CN102212771A中采用等离子喷焊技术在H13热作模具钢表面制备碳化钨增强复合材料(镍基自容型合金粉末NiCrBSi加入10％～20％钴基碳化钨粉末)涂层，指出可以采用较小电流降低热输入，使碳化钨作为硬质点增强相尽可能保留下来，以提高涂层的表面性能(耐磨性)，达到修复缺陷或强化基体的作用。但是在Cr12MoV冷冲压模具修复应用中，由于大量碳化钨未熔化，致使涂层硬度较低，无法满足Cr12MoV冷冲压模具的使用要求。

采用电弧堆焊方法对冲压模具表面修复时，具有设备简单、操作方便灵活、不受工作场合限制等特点。但也存在以下缺点：电弧堆焊对基体的热影响大；不适合对复杂模具进行修复；堆焊前后机加工量大，效率低；修复前需要预热处理，增加了修复成本。鉴于以上，本发明中采用激光熔覆技术对Cr12MoV冷冲压模具进行修复。激光熔覆技术热输入集中，热影响区小；熔覆层组织致密；加工量小，修复效率高。

专利CN101797643A中采用无钴铁基合金粉末激光熔覆修复核电阀门密封面指出，熔覆层显微硬度是不锈钢基体的1.6～1.8倍，具有良好的高温耐磨性和高温耐腐蚀性。但是在Cr12MoV冷冲压模具中受高压冲击磨损，需要高硬度高耐磨性，无钴铁基粉末不适合。专利CN103343338A中采用激光熔覆技术对扩口模进行修复指出，在基体表面先熔覆一层硬度较低、耐磨性一般组织较为致密的合金粉末，再熔覆一层硬度高、耐磨性好的合金粉末(所选两种合金均为铁基合金粉末)，熔覆前不需要预热，熔覆后不需要对模具进行退火处理，熔覆后修复层硬度较高(平均为57.4HRC)。而对于本发明中Cr12MoV冲压模具钢要求硬度为60HRC以上，故需采用其他合金粉末。现有技术中有采用镍基合金对Cr12MoV模具进行激光熔覆修复的先例。采用镍基合金熔覆层与模具基体结合良好，熔覆层组织致密，具有良好的耐磨性。但是镍基合金熔覆层硬度较低，且镍基合金与碳化钨硬质相的相融性较差，添加碳化钨后熔覆层的硬度和耐磨性仍满足不了生产要求。硬质相加入过多后熔覆层裂纹倾向严重。如何将激光熔覆技术有效的应用于Cr12MoV冲压模具修复，实现在无需预热的条件下得到界面结合强度高、组织致密、无裂纹的熔覆层，是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，提供一种以钴基加碳化钨为熔覆合金的Cr12MoV冷冲压模具激光修复工艺，电弧堆焊修复热输入高，修复工艺复杂，喷涂修复涂层结合强度低；激光熔覆铁基合金及镍基合金的熔覆层性能达不到生产要求等，该工艺能够实现在无需预热的条件下得到界面结合强度高、组织致密、无裂纹的熔覆层，熔覆层的显微硬度高，特别是熔覆层具有良好的耐磨性，可以满足生产要求。

为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现：

1.一种以钴基加碳化钨为熔覆合金的Cr12MoV冷冲压模具激光修复工艺，包括以下步骤：

1)清理冷冲压模具表面缺陷；

2)激光熔覆Fe316合金粉末，熔覆厚度为1-2mm；

3)待模具冷却到300-600℃后，激光熔覆Co06+WC合金粉末，熔覆厚度为1.5-2.5mm；

4)对熔覆层表面进行机械加工。

上述以钴基加碳化钨为熔覆合金的Cr12MoV冷冲压模具激光修复工艺，具体包括以下步骤：

1)清理冷冲压模具表面缺陷，去除表面磨痕、油污以及微裂纹；