[发明专利]与模具磨损部位结合紧密的汽车模具的激光修复工艺

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请号：201210248963.4，申请日：2012-07-18，发明创造名称《汽车模具的激光修复工艺》。

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆方法，尤其是一种模具表面的激光熔覆修复方法。

背景技术

汽车模具是冲制汽车车身冲压件的模具的总称，例如：顶盖翻边模、横梁加强板压形模等，汽车模具在汽车制造工业中发挥着非常重要的作用。近年来，随着国内汽车制造工业的飞速发展，我国的汽车模具行业发展十分迅速，取得了很大的进步，但是与国外汽车模具制造先进水平相比，仍存在明显差距。由于汽车模具制造在技术要求及产品质量上的要求越来越高，在技术要求更加严格的外资企业的强有力的竞争下，国内的汽车模具制造业所面临的压力也与日俱增。目前，模具精度差、寿命短、开发周期长是国产汽车模具的致命伤。国产汽车模具在制作过程存在错误加工的情况，在使用过程中会产生不同程度的磨损，模具的报废率高达30%，造成了巨大的浪费，导致国产汽车模具在市场上竞争力不足。质量就是企业的生命，模具的质量直接关系到企业竞争的砝码。针对这种情况，目前的大多数企业采用普通堆焊处理来对汽车模具进行修复，但由于模具材料大都是高碳合金钢或铸钢，普通堆焊会给模具带来变形量大、硬度不足、易开裂等缺点，严重影响模具的使用精度，造成所生产的产品质量下降。

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。如何将激光熔覆技术有效的应用于汽车模具修复，是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对模具表面进行激光熔覆，使其表面硬度和磨损部位的尺寸达到使用要求的汽车模具的激光修复工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车模具的激光修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A.对模具表面进行处理，对模具进行检测分析；

B.对模具进行低温加热，去除模具基体表面的水汽和油气；

C.根据模具的检测分析结果，对模具磨损部位的型腔进行编程，制定工艺参数，依次对模具的边角处、模具上的平面部位和模具上的台阶部位进行激光熔覆，在激光熔覆过程中对模具进行振动时效处理；

D.进行检测。

为了使得熔覆层具有更高的硬度和耐磨性，并且焊接性能更好，一种优选的技术方案是：上述步骤C中所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.1%，Cr：10%至13%，B：1.5%至2.5%，Si：1%至2%，Mo：0.5%至1.2%，Mn：8%至12%，W：6%至12%，TiO₂：5%至15%，其余为Fe。该激光修复工艺采用的合金粉末严格控制了C的含量，使其不大于0.1%，有利于提高熔覆层的润湿性，防止在熔覆过程中产生裂纹和气孔；同时合金粉末中通过添加适量的B、Si使合金在凝固后形成以奥氏体为主的基体，利用适量的Cr、Mo元素对铁基合金进行基本的合金强化，另外还添加了适量的Mn、W、TiO₂对铁基合金进行更进一步的合金强化，即使C含量较低，熔覆层的硬度也能达到55HRC以上，充分满足了模具使用的硬度要求，并具有很高的耐磨性。

为了保证熔覆层的性能，更好的消除堆焊应力，一种优选的技术方案是：上述步骤C中采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对模具进行连续搭接扫描；激光功率为1500W至1900W，标高为260mm至275mm，光斑尺寸为10mm×1.8mm，扫描速度为110mm/min至140mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为12g/min至18g/min。该激光修复工艺采用宽带激光束，效率更高；采用预置送粉的方式，严格控制送粉量，并对激光功率、扫描速度、搭接量等进行了优化，使得模具变形量小，熔覆层与模具磨损部位的基体的熔合率高、结合紧密，熔覆层的组织均匀性好、厚度和硬度均匀。

为了更好的去除汽车模具基体表面的水汽和油气，一种优选的技术方案是：上述步骤B中的加热温度为80℃至150℃。