[发明专利]一种环模的修复方法

说明书

技术领域  本发明涉及一种模具的修复方法，特别是一种制粒机用环模的修复方法。

背景技术  环模制粒机因其所制颗粒品质好、生产效率高等优点，在饲料工业、生物能源产业等相关领域得到广泛应用。目前，我国环模制粒机依然存在稳定性差、使用寿命短、能耗高等不足，严重制约了该产业的发展。因此开展高稳定、低能耗环模制粒关键技术的研究对于提升我国制粒机产品设计水平，增强制粒机产品的国际竞争力，进而促进饲料工业与生物能源颗粒领域的发展具有重要的理论意义与实用价值。

目前，国内外尚未出现对失效后的环模进行修复的技术方法。针对如何提高环模寿命问题，国内外开展的研究工作，主要集中在材料冶炼过程中合金化学成分配比、热处理工艺以及优化机械结构等方面，但是由于环模母材的价格、耐磨性及韧性等指标难以兼顾，不具备良好的适应性。所以，对环模进行修复再制造，是提高环模使用寿命，保证企业正常生产，进而提高经济效益的重要途径。

发明内容  本发明的目的在于提供一种工艺简单，可控性强，能源消耗少，成本低，对环境污染小，不仅使环模可连续使用，而且性能更好、使用寿命长的环模的修复方法。本发明主要是利用激光熔覆对环模模孔进行修复。

本发明的技术方案如下：

(1)对环模制粒机设备进行解体拆卸，清洗，打标识，检测尺寸，确定环模磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除环模的磨损疲劳层，去掉1～4mm，以出现新的加工面。

(2)将环模内表面模孔加入棒料，再进行堆焊，堆焊材料为普通碳钢焊条；堆焊完成后，对堆焊层进行车削处理，得到不含孔洞等缺陷的堆焊层，预留1～4mm的激光熔覆余量。

(3)采用磁粉探伤和超声波探伤，确保环模堆焊层无表面和内部缺陷。

(4)将100-320目Ni55粉末与1200～1600目纳米WC粉末按比例进行混合，其中Ni55粉末占总质量的97％～99％，纳米WC粉末占总质量的1％～3％；制备时，将按比例配制好的Ni55粉末和纳米WC粉末放入机械式混粉器中，混合1～2小时，制得Ni55与纳米WC合金粉末。

(5)将环模固定在激光加工机床上，采用半导体激光器扫描，设定激光器熔覆工艺参数为：功率P＝800～3800W、矩形光斑2×8mm、搭接率10～50％、扫描速度V＝100～720mm/min，对待修复表面采用同轴送粉方法进行激光熔覆；送粉速度为150～200g/min，将Ni55与纳米WC合金粉末在环模表面熔覆熔覆3～5层，合金熔覆层厚度达到3～5mm。

(6)对激光熔覆后的环模进行去应力退火，温度为300～500℃，保温2～4小时，然后随炉缓冷。

(7)按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的环模进行机械加工。

(8)对加工后的环模进行表面着色探伤，检测是否有影响环模机械性能的缺陷，保证环模的尺寸、形状、精度及表面质量均得到合格标准。

本发明通过纳米WC作为增强相，可使得熔覆层内部颗粒结合紧密，致密性提高。另外纳米WC颗粒表面平滑，在摩擦副接触表面起“微滚针”的作用，将部分滑动摩擦转变为滚动摩擦，有利于降低摩擦系数从而使得环模具有高寿命、高耐磨性、高强度等优异综合特性。

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，成本低，适合大规模生产；

2、修复的制粒机环模工作表面合金层中弥散着大量的纳米WC颗粒增强相，具有理想的硬度及耐磨损性能，其使用寿命相比通过渗碳工艺获得的制粒机环模寿命提高3倍以上,具有突出的经济效益和社会效益；

附图说明

图1为修复前的制粒机环模示意图。

图2为本发明修复后的制粒机环模示意图。

具体实施方式

实施例1