精密模具送絲法激光熔覆修復技術的研究.pdf

1、隨著全球制造業(yè)重心進一步向我國轉移，精密模具的需求量每年呈現(xiàn)25％以上的增長速度，成為拉動國內經濟增長的支柱產業(yè)之一。目前在我國的許多企業(yè)中，模具的使用壽命還比較短，僅相當于國外的1/5-1/3。據(jù)統(tǒng)計，由于模具壽命短而造成的鋼材、工時和能源浪費，以及對產品質量影響所帶來的損失每年達數(shù)十億元人民幣，因此研究應用于精密模具生產與使用配套的修復技術具有廣泛的應用前景。
　　 目前，國內現(xiàn)有的激光熔覆修復工藝不能滿足精密模具修復的要求

2、，從而制約了精密模具修復產業(yè)的發(fā)展。為了延長精密模具的使用壽命，使修復后的表面性能達到或者超過原有的表面性能，利用送絲法激光熔覆技術對失效模具進行快速修復，從而減少模具的報廢率，提高產品的質量，降低企業(yè)的成本，同時為激光熔覆技術在實際生產中的應用提供理論和實踐的參考。
　　 本文采用送絲法激光熔覆技術將SKD61激光模具修補焊絲對4Cr5MoSiV1模具鋼基體進行修復以延長其使用壽命。對實驗進行了分析和討論，主要研究方法和結果如

3、下：
　　 （1）采用送絲法激光熔覆技術，利用SKD61激光模具修補焊絲熔覆基體材料為4Cr5MoSiV1模具鋼時，通過不斷的工藝實驗和實驗結果對比分析表明，優(yōu)化的工藝參數(shù)是：采用激光噴嘴送0.1Mpa的氬氣作為輔助氣體，送絲方向在水平方向上的分方向與工作臺的移動方向相同且與基體成15°～35°，電流I=155A，脈沖寬度Pw=2.5ms，熔覆速度V=2mm/s，脈沖頻率f=25Hz，離焦量d=-10mm。采用優(yōu)化工藝參數(shù)能得到

4、與基體充分冶金結合，表面平整光滑致密，無氣孔和裂紋，稀釋低的熔覆層。進一步論證了將激光加工工藝參數(shù)簡化為單脈沖能量和重疊率的理論指導意義，實驗結果表明：當單脈沖能量為4.42J，重疊率為92.27％，熔覆質量最好。
　　 （2）修復后的模具鋼橫截面顯微組織有熔覆層、結合區(qū)、基體三部分組成，熔覆層顯微組織致密、均勻。熔覆層底部的熔覆材料成長為長的柱狀樹枝狀晶，成長方向與散熱方向一致，與基體相比，其顯微組織的晶粒更為精細；熔覆層中部

5、的熔覆材料部分成長為樹枝狀晶，與熔覆層中部相比，熔覆層底部的晶粒更為精細；熔覆層頂部的顯微組織由樹枝狀晶和胞狀晶組成。熔覆層截面的能譜點掃描、線掃描和面掃描結果表明：熔覆層Cr元素的含量大于其在基體中的含量。通過試樣檢測發(fā)現(xiàn)激光熔覆的缺陷主要存在形式是裂紋和氣孔，分析了產生機理和預防措施。熔覆層的硬度介于551.0～574.1HV0.2之間，基體的硬度介于493.2～508.5 HV0.2之間，熔覆層的硬度略高于基體，熔覆層和基體之間有