[发明专利]H13模具钢修复再制造方法及装置

权利要求书

1.一种H13模具钢修复再制造方法，其特征在于：

（1）、预处理H13模具钢的待修复表面；

（2）、配置Fe-Cr基激光熔覆合金粉末；

（3）、增材制造：H13模具钢待修复区域制备Fe-Cr基熔覆层；

（4）、减材制造：对H13模具钢Fe-Cr基熔覆层进行切削加工；

（5）、等材制造：用超声滚压技术强化H13模具钢熔覆层；

其中预处理H13模具钢的待修复表面是对H13模具钢表面进行除锈；其中Fe-Cr合金粉末包含以下质量百分比的各组分：C：0.15%、Cr:17-20%、Mo：0.5%、Ni:1-4%、P：0.013%、S：0.005%、Fe余量，各组分的质量之和为100%。

2.根据权利要求1所述的H13模具钢修复再制造方法，其特征在于：对H13模具钢表面进行除锈具体是先用46#黑钢玉砂对H13模具钢待修复表面进行喷砂粗化，然后用无水乙醇清洗H13模具钢待修复表面的油污。

3.根据权利要求1所述的H13模具钢修复再制造方法，其特征在于：所述Fe-Cr合金粉末的松装密度为3.65g/cm³，流动性22.3s/50g；粒度分布在小于55μm占1.5%，55-70μm占17.5%，70-105μm占43.5%，105-150μm占32.8%，150-210μm占4.7%；Fe-Cr基合金粉末配置完毕后，将Fe-Cr基合金粉末烘干备用。

4.根据权利要求1所述H13模具钢修复再制造方法，其特征在于：其中H13模具钢待修复区域制备Fe-Cr基熔覆层是采用H13模具钢修复装置来实现，H13模具钢修复装置是通过同步送粉的方式制备该激光熔覆层，激光发生器采用光纤激光器，将H13模具钢修复装置的激光熔覆头对准H13模具钢待修复起始点，调整激光束聚焦距离，离焦量为14mm，送粉速度为26g/min，激光输出功率1100W，激光波长1064nm，扫描速率5mm/s，以氮气作为送粉气体和保护气体，以减少空气中部分气体与激光融池发生反应，送粉压力0.1MPa，载气量12L/min，搭接率为40-55%，稀释率控制在3%-10%，熔覆完毕后，关闭激光器，关闭送粉器，关闭保护气体，关闭冷却系统，待样件冷却至室温。

5.根据权利要求1所述H13模具钢修复再制造方法，其特征在于：

H13模具钢Fe-Cr基熔覆层进行切削加工使用整体式CBN刀具对熔覆层进行切削加工，切削转速600r/min,切削速度68mm/min,背吃刀量0.1mm。

6.根据权利要求1所述H13模具钢修复再制造方法，其特征在于：

超声滚压技术是将超声滚压工具头置于熔覆层起始段，所述超声滚压加工的超声频率为30kHz，压下量为0.1mm，滚压速率2100mm/min,滚压次数1-3次，静压力0.55Mpa，滚压加工时开启冷却液；待滚压完毕后，关闭超声滚压头控制开关，取下滚压试样。

7.根据权利要求1所述H13模具钢修复再制造方法，其特征在于：

还包括检测、分析、表征，是对超声滚压前后的Fe-Cr基熔覆层的表面粗糙度、硬度、残余应力、微观形貌、以及金相组织和物相进行分析和表征；用SEM对熔覆层超声滚压前后的微观形貌进行了观察分析；用OM对熔覆层超声滚压前后的成分进行了金相组织分析；用能谱分析仪对熔覆层超声滚压前后的物相进行了检测分析。

8.一种H13模具钢修复装置，其特征在于：包括金属圆柱形体和设在金属圆柱形体中心部的激光通道，所述金属圆柱形体上位于激光通道的外周同轴设有合金粉末通道、保护气体通道和冷却液通道，所述合金粉末通道包括第一水平输入孔道和与第一水平输入孔道连通的呈锥扇形的第一侧围通道，所述保护气体通道包括第二水平输入孔道和与第二水平输入孔道连通的呈锥扇形的第二侧围通道，所述第一水平输入孔道的端口连接用于输送合金粉末的第一输送管，所述第二水平输入孔道的端口连接用于输送保护气体的第二输送管。