[发明专利]一种汽车冲压模具镶块及其激光强化制造方法

说明书

本发明提供了一种汽车冲压模具镶块及其激光强化制造方法，属于模具镶块制备技术领域。其步骤如下：对模具镶块进行回火调质处理；配制熔覆层合金粉末，其组成为C，Si，Cr，Ni，Mo，Mn，Co，V，B，其余为Fe；将模具镶块置于工作台上进行装夹定位，利用合金粉末对模具镶块的外表面进行激光熔覆；将覆有强化层的模具镶块进行机械加工处理，即可。本发明的汽车冲压模具镶块激光强化制造方法，以普通锻钢或者已失效模具作为基料，采用最新的激光熔覆制造工艺，避免了由于热输入过大对模具镶块造成的变形，大大提高了精度，同时降低了生产成本和材料的浪费，且操作简单，方便灵活，在汽车冲压模具镶块领域，具有极大的推广应用价值。

技术领域

本发明属于模具镶块制备技术领域，具体涉及一种汽车冲压模具镶块及其激光强化制造方法。

背景技术

高强度钢板现广泛应用于汽车车身，通过汽车车身冲压模具冲压得到不同车身形状。因此，汽车冲压模具的镶块要求高硬度、高耐磨性等综合力学性能，传统的冲压模具镶块材料多采用硬质合金，制造成本较高，然而在使用过程中，长期承受交替应力和磨力磨损，使得模具镶块使用寿命有限。传统方法制造的模具镶块产生裂纹或磨损失效后，多采用传统堆焊的方法进行表面修复，但是堆焊修复的方法较为粗放，精度低且材料浪费大，同时，热输入过大易造成模具镶块产生变形。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽车冲压模具镶块及其激光强化制造方法。

经研究，本发明采用以下技术方案：

1、一种汽车冲压模具镶块激光强化制造方法，包括以下步骤：

对模具镶块进行预处理：通过机械加工去除模具镶块表面1～2mm厚度的表面层，然后在500～600℃条件下，进行回火调质处理；

配制熔覆层合金粉末，所述合金粉末按重量百分比计，由以下成分组成：C:0.15％～0.17％；Si:≤0.04％；Cr:17～19％；Ni:0.27％；Mo:0.3％；Mn:≤0.2％；Co:≤0.12％；V:≤0.08％；B:≤0.27％，其余为Fe；

将模具镶块置于激光熔覆设备工作台上进行装夹定位，同轴输送合金粉末，利用合金粉末对模具镶块的外表面进行重复激光熔覆，制成厚度为1.5～2mm的熔覆强化层；

将熔覆有强化层的模具镶块进行机械加工处理，即可。其中，采用高温对模具镶块进行回火调质处理，调质后，模具镶块的硬度为22～34HRC，同时提升了综合机械性能。

其中，将模具镶块置于激光熔覆设备工作台上进行装夹定位为将模具镶块熔覆面平行于水平面放置于机器人工作范围内的工作台上，激光熔覆是非接触加工，无需其他夹具装夹定位，通过三点定位的方式，在模具镶块上选取三个点，通过机器人测得三个点相对机器人的实际位置，然后将测得的实际位置输入到离线编程编程软件，使软件中的模具镶块位置与实际位置完全一致。

优选的，所述模具镶块为废旧模具镶块，或采用普通锻钢作为模具镶块基体材料，通过机械加工制成模具镶块。

优选的，所述合金粉末按重量百分比计，由以下成分组成：C:0.16％；Si:0.01％；Cr:18％；Ni:0.27％；Mo:0.3％；Mn:0.1％；Co:0.02％；V:0.03％；B:0.18％，其余为Fe。

优选的，所述合金粉末为球状颗粒，粒径为50～150μm。通过实验研究发现，粉末颗粒越小，流动性越好，但颗粒太小的粉末相互之间容易团聚，粉末之间的摩擦力与粉末自身重力之间的比值相对较大，因此粉末颗粒过小，流动性反而变差。另外，粉末粒径过小，熔覆层易产生裂纹，而过大，熔覆层易产生孔隙。因此，通过实验分析得知，粉末粒径在50～100μm之间，熔覆层效果最好。

优选的，所述激光熔覆的条件为，保护气流量为10-15L/min，送粉器转速为1.5r/min，激光功率为1300W，扫描速度为15mm/min。