[发明专利]一种低碳钢模具复合强化方法

说明书

本发明公开了一种低碳钢模具复合强化方法，属于金属表面工程领域，包括以下步骤：S1、清洗：采用工业酒精对低碳钢模具进行清洗，去除油污和表面杂质；S2、渗氮：将低碳钢模具放入箱式电阻炉进行固体渗氮处理；S3、激光合金化处理：通过光纤激光扫描同轴送粉将合金化粉末输送到出炉后的低碳钢模具表面，进行激光合金化处理，在低碳钢模具表面制得合金化层；S4、探伤：对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有缺陷；S5、磨削：对合金化层采用磨削加工，单边磨削量为0.1～0.3mm，得强化低碳钢模具，本发明能够解决传统渗氮工艺后表面硬度不均匀的问题，提高低碳钢模具的硬度和耐磨性。

技术领域

本发明涉及一种低碳钢模具复合强化方法，属于金属表面工程领域。

背景技术

低碳钢通过表面渗氮、渗碳等工艺后，制得具有较高表面硬度和耐磨性的模具，在耐火砖加工领域、物理输送领域得到了广泛应用。但是经过表面渗氮的低碳钢模具用于制备耐火砖的挤压模具时，在使用过程中，由于制备耐火砖的原材料-镁铝土的硬度高易划伤模具，以及腐蚀、磨损等原因，往往导致使用较短时间的低碳钢模具表面即产生较严重的划痕磨、腐蚀、裂纹等损伤，进而影响耐火砖表面质量。如何进一步提高渗氮后低碳钢模具的表面耐磨性，进而提高低碳钢模具的使用寿命，成为影响企业成本的关键问题之一。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种低碳钢模具复合强化方法，能够解决传统渗氮工艺后表面硬度不均匀的问题，同时，渗氮后的低碳钢模具表面通过激光合金化处理，可以在低碳钢模具表面制得光滑平整，无气孔、裂纹缺陷的合金化层，提高低碳钢模具的硬度和耐磨性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种低碳钢模具复合强化方法，制备合金化粉末，通过激光在低碳钢模具表面熔化合金化粉末得到合金化层来提高低碳钢模具的硬度和耐磨性。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述合金化粉末按重量百分比计，组成为：C：1.35～1.40%、Si：0.15～0.40%、W：11.15～13.35%、Cr：3.75～5.20%，V：4.10～5.25%，P≤0.030%，S≤0.030%，余量为Fe。

本发明技术方案的进一步改进在于：包括以下步骤：

S1、清洗：采用工业酒精对低碳钢模具进行清洗，去除油污和表面杂质；

S2、渗氮：将低碳钢模具放入箱式电阻炉进行固体渗氮处理；

S3、激光合金化处理：通过光纤激光扫描同轴送粉将合金化粉末输送到出炉后的低碳钢模具表面，进行激光合金化处理，在低碳钢模具表面制得合金化层；

S4、探伤：对合金化层进行表面着色探伤，检测是否有缺陷；

S5、磨削：对合金化层采用磨削加工，单边磨削量为0.1～0.3mm，得强化低碳钢模具。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中合金化粉末的粒度为435～525目，合金化层的厚度为0.3～0.5mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中激光合金化工艺参数如下：激光功率为：2.8～3.0 KW，圆形光斑直径为5 mm，搭接率为：10～20%，扫描速度为：1000～1200 mm/min，保护气体：氩气。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤S3中光纤激光扫描同轴送粉的送粉速度：0.5～0.7 g/s，送粉气流量为：2～4L/min。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：