[发明专利]一种冷拔内模的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模具的修复方法，特别是一种无缝钢管冷拔模具内模的修复方法。

背景技术

冷拔一种重要的无缝钢管制造方法，冷拔所使用的主要是冷拔模具，包括冷拔外模和冷拔内模。拔制过程中，冷拔模具直接对钢管进行加工，既要承受很大的挤压力和摩擦力，又要承受由于塑性变形生热引起的热应力，这致使模具常因工作面磨损而报废。虽然目前所用的冷拔模具已经具有较高的硬度和耐磨性能，但在实际应用中，冷拔模具因磨损而造成的损失仍是十分巨大的，这无疑将会增加企业的生产成本。

传统冷拔模具的制作材料为Cr12MoV，属于合金工具钢材料，价格昂贵，其制造过程经过铸造、锻造、机械加工、整体热处理、表面热处理等繁杂的工序，制造成本也高，而且在实际生产中消耗量大。Cr12MoV含碳量过高，极易在修复中由于局部热量过高而产生裂纹，这使得传统的堆焊、氩弧焊、等离子熔覆等方法无法完成修复。

冷拔模具成本约占无缝钢管总生产成本的1/2，因此对无缝钢管冷拔模具进行修复，延长模具的使用寿命，对降低产品成本、提高企业效益和节约资源具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、节约贵重稀有金属材料、效率较高，能提高冷拔内模使用寿命、降低冷拔钢管成本的冷拔内模的修复方法。

本发明的技术方案如下：

(1)对冷拔内模进行除污清洗，并进行尺寸测量，确定磨损程度。

(2)依据磨损量及疲劳损伤情况对冷拔内模表面进行车削处理，车削量为50-60mm，将冷拔内模外圈加工成锥形，锥度为13-17°。

(3)对车削后的冷拔内模进行磁粉探伤和超声波探伤，确保车削后冷拔内模外表面及内部无裂纹等缺陷。

(4)将100-320目Ni60粉末与1200-1600目纳米WC粉末按比例进行混合，其中Ni60粉末占总质量的95％-99％，纳米WC粉末占总质量的1％-5％；将按比例配制好的Ni60粉末和纳米WC粉末放入机械式混粉器中，混合2-4小时，制得Ni60与纳米WC合金粉末。

(5)用锻造后的45钢加工锥套，保证锥套的内圈尺寸与车削后的冷拔内模外圈尺寸相匹配；锥套外圈尺寸比冷拔内模的实际要求尺寸小1-4mm，作为后续激光熔覆处理的余量。

(6)对45钢锥套采用整体预热的方式进行预热，预热温度为400-500℃。

(7)将预热后的45钢锥套固定在大功率激光加工机床上，采用大功率半导体激光器扫描，激光熔覆工艺参数为：激光功率P＝2000-2500W、光斑直径3mm、搭接率40％-50％、扫描速度350-600mm/min；采用气动送粉，将Ni60与纳米WC合金粉末熔覆在45钢锥套外圈表面，送粉器的粉末传输速度为150-180g/min，熔覆1-3层，合金熔覆层厚度达到1-5mm。

(8)对熔覆后的45钢锥套进行去应力退火，以防冷裂纹的产生，温度为350-500℃，保温1-2小时。

(9)将保温后的45钢锥套与车削后的冷拔内模进行组装配合，保证锥套内圈与车削后的冷拔内模外圈为可靠的过盈配合。

(10)按照图纸及相关技术要求对上述配合后的整体进行机械加工，保证达到冷拔模具内模所要求的尺寸和精度。

(11)采用磁粉探伤和超声波探伤等对精加工后的冷拔内模修复件进行检测，确保修复后的冷拔内模无缺陷。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、工艺简单、可控性强、修复效率高；

2、可进行多次修复，实现多次磨损后冷拔模具的再制造，成本低廉，环境污染小；

3、采用锻造45钢局部替代Cr12MoV，节约了大量稀有金属合金材料；

4、修复后的冷拔内模工作面具有较高的强度及耐磨性，使用寿命较传统整体Cr12MoV模具提高3倍以上。

附图说明

图1为冷拔内模修复前的主视剖面示意图。

图2为本发明修复后的冷拔内模主视剖面示意图。

具体实施方式

实施例1：