[发明专利]一种激光熔覆用修复H13模具钢的金属粉末

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种激光熔覆用修复H13模具钢的金属粉末。

背景技术

H13模具钢用于制造冲击载荷大的锻模，热挤压模，精锻模；铝、铜及其合金压铸模，是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性钢号。激光熔覆技术是一种表面硬化工艺技术，指在基材表面通过不同的填料方式添加被选择的涂层材料，利用高功率密度的激光束使之与基材表面极薄层同时熔凝，并迅速凝固后形成稀释度极低、与基体成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性的工艺方法。应用激光熔覆技术对破损失效的H13模具钢进行修复，能够提高H13钢型材挤压模具的硬度。激光熔覆过程中所应用的金属粉末材料，对于H13模具的修复效果有着至关重要的影响，在提升模具表面质量性能的同时，能够不同程度的延长模具使用寿命。

发明内容

本发明提供激光熔覆用修复H13模具钢的金属粉末，其各元素的质量分数为：0.35－0.50%C，0.70－3.80%Si，0.50－1.60%Mn，2.70－4.00%Cr，1.30－3.55%Mo，0.30－1.55%V，P≤0.030%，S≤0.030%，1.0-4.0%B，余量为Fe和不可避免的杂质。

其中：B优选 2.5－3.5%，Si优选2.5-3.5%。

该金属粉末粒径为：30-150μm，流动性：15-25 s/50g。

制备上述激光熔覆用修复H13模具钢的金属粉末的方法为：原材料成分合金化配比，而后进行真空熔炼钢锭，应用中频感应加热熔化钢锭，熔炼室真空度10^-1-10^-2Pa，采用气雾化方法制粉，喷粉气体氩气压力1-4MPa，收得粉末后进行粒度筛分。

其中，真空度的控制对于粉末含氧量等指标有重大影响，喷粉气体氩气的压力控制是控制粉末粒度、球形度和成粉率的核心参数，需要全面根据液流情况及各个喷粉时期做出精确调整。

应用筛分后的粉末，采用激光熔覆技术，搭配不同工艺，对H13钢表面进行修复。

对模具磨损部位机加工。

用丙酮擦拭模具待修复表面，去除表面油脂。

根据模具磨损部位几何形状进行激光熔覆路径规划编程，制定工艺参数。

采用半导体激光熔覆系统对模具磨损部位进行熔覆修复，采用上述工艺参数：激光功率1~2kw，光斑直径1mm，送粉速率5~8kg/h，激光扫描速率500~800mm/min，搭接率30%~40%，单层熔覆厚度1~2mm，激光熔覆头具有氩气保护功能，氩气流量15~30L/min。

采用五轴数控机床对修复后的模具进行机加工，恢复到模具原有尺寸，，最终获得表面性能良好的H13模具钢。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1. 该金属粉末具有优选合金含量搭配，能够致密紧实的与H13钢基体结合，大幅度的提升H13钢的表面性能，延长H13钢的使用寿命，经济性好。

2. 应用本金属粉末对破损的H13钢型材挤压模具进行了激光熔覆修复，得到了表面较平整与光滑、无气孔与裂纹的金属陶瓷层，大大提高了H13钢型材挤压模具的硬度。

附图说明

图1是激光熔覆用修复H13模具钢的金属粉末的显微照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不局限于下列实施例。实施例中目标产物中各元素的质量分数如表1所示，性能参数如表2所示，应用实施例对H13钢进行激光熔覆修复后表面性能如表3所示。

表1 激光熔覆用修复H13钢的金属粉末成分（质量分数，%）