[发明专利]造粒模具激光合金化涂敷方法

说明书

本发明涉及激光处理方法。

造粒模具例如聚乙烯造粒模具一般为圆盘状，其上设有若干小孔，在生产聚乙烯时，聚乙烯受热软化后从模具一侧经小孔挤进去从另一侧挤出来，然后利用高速旋转的刮刀不断地把聚乙烯刮下而成粒状，并用水冷却而固化。由于刮刀对模具表面的磨擦及高温水的腐蚀，寿命只有一年左右，造成大量报废的模具。经调查，现用的模具都是进口的，是以3Cr13不锈钢为基底，表面用堆焊的方法增加一层耐磨耐腐的硬质合金，价格昂贵。

迄今为止，有人试图用下列方法修复报废的模具，第一、镶嵌硬质合金块，即予先制成硬质合金块，然后用钎焊的方法将其固定在模具的受磨面上，其缺点是工艺复杂，镶嵌的硬质合金块容易脱落，甚至发生事故;第二、热喷涂涂层法，用热喷涂方法把予配的合金粉末喷涂在模具受磨面上，但由于喷涂层内部以及喷涂层和模具表面之间属机械或半机械结合，存在许多缺点，容易造成脱落，而且在钻孔时，难以获得高质量的孔刃。

本发明的目的就在于克服上述不足，提出一种造粒模具激光合金化涂敷方法。用以对新制造的模具表面涂敷硬质合金层，或在已报废的模具表面涂敷硬质合金层。

为了克服上述已有技术之不足，本发明提出了造粒模具激光合金化涂敷方法，其工艺特征在于：

1.模具磨面准备，包括清理，摩平，堵孔喷砂打毛。

2.配制混合合金粉末。

3.热涂敷，用热喷涂或等离子喷涂法，把混合粉末喷涂在予热模具磨面上。

4.激光扫描重熔，磨面整理及打孔。

所说的混合合金粉末可选镍基合金+钴包碳化钨+钴+碳。所说的热喷涂，一次均匀厚度可选为1.2～2毫米;所说的激光扫描重熔，功率可选在1KW以上，光斑为φ2毫米以上，扫描速度在V＝5～20毫米/秒之间。所说的打孔可选为电火花打孔。

上述方式即适用于新制造模具表面制备，也适合于已报废的模具表面的修复。

利用上述方法，在原模具基体上，热喷涂混合合金粉末，然后激光重熔，基材微熔，形成一层硬质合金层，这样受热范围小，冷却速度快，不会影响基体的金相组织，硬质合金层与基体形成冶金结合，不易脱落，耐磨，耐腐蚀，克服了现有技术的缺陷。

下面介绍利用本发明的一个实施例。

聚乙烯造粒是利用聚乙烯造粒模具进行的，表面层要求耐磨、耐腐蚀，因而要求在模具基体受磨面上制造一层与基体性质不同的新的硬质合金层。这当然适合于新制造模具，也适合于报废待修复模具。其工艺过程是这样的：

1.模具磨面准备，这包括清理、去油、磨平、堵孔、喷砂打毛。

2.配制混合合金粉末，这里适用的是：

36%镍基合金（Ni-cr-B-Si）+60%Co（WC）+3%Co+1%C

3.用热喷涂或等离子喷涂法，把上述混合合金粉末喷涂在予热（150℃左右）模具的上述已制备好的磨面上。

4.激光扫描重熔，先予热250℃～280℃，然后激光扫描金熔，功率为2KW左右，光斑取为φ4，扫描速度为V＝5～20毫米/秒，若需更厚，则可再喷涂，再激光重熔。

5.清理，精磨磨面，从模具反面原有孔位用电火花打孔，要保证孔位和圆度，孔光洁度为5～6，然后研摩内孔使达到7～9。

利用这样的方法制备或修复的模具，显微结构更致密，硬度达到或略高于进口模具的硬度（表面硬度达HV1000以上）增加耐磨性，耐蚀性，提高了寿命。另外，目前全国20多条生产线，每年消耗很多的模具，都依靠进口，一个模具的进口价为3～8美元（依尺寸、形状而异）。使用本发明的方法，在保证质量的前提下，可节省大量的外汇，有很好的社会效益及经济效益。