CN106544671A - 一种汽车模具的修复工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车模具的修复工艺，包括以下步骤：(1)采用无损探伤的方法对磨具进行检测；(2)磨具裂纹清理；(3)打磨裂纹；(4)配制合金粉；(5)对模具进行预热处理；(6)激光修复；(7)修复完成后对模具表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤；(8)磨具清洗；(9)磨具表面维护。该汽车模具的修复工艺采可以保持熔池温度稳定，且采用低温加热的方法进行预热，可有效避免产生裂纹气孔等缺陷；修复后的产品表面硬度高、光泽度好、无气孔、无裂纹。
Description
技术领域
本发明涉及汽车模具技术领域，具体是一种汽车模具的修复工艺。
背景技术
汽车模具从狭义上讲就是冲制汽车车身上所有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。汽车模具从广义上讲是制造汽车上所有零件的模具总称。例如，冲压模具、注塑模具、锻造模具、铸造蜡模、玻璃模具等。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。
为了解决上述问题，中国发明专利201210248963.4于2012年10月17日公开了一种汽车模具的激光修复工艺，其包括以下步骤：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；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；所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.1％，Cr：15-18％，B：3-5％，Si：0.5-0.8％，Mo：2-2.3％，Mn：6-7.8％，W：4-5％，TiO2：3-6％，其余为Fe；D.进行检测。该汽车模具的激光修复工艺对模具磨损部位进行激光熔覆，使其表面硬度和磨损部位的尺寸达到使用要求。一般来说，影响激光熔覆层硬度的显著程度，由大到小排列的工艺参数依次为：激光扫描速度、激光功率、送粉速率、激光光斑直径和搭接率等。该专利仍然存在工艺温度不易控制的缺点，熔池温度决定了修复过程的品质，模具零件过热或温度不均，都容易产生裂纹气孔等缺陷；且其采用低温加热的方法去除模具基体表面的水汽和油气，但其仍需要80-150℃的温度，容易引起磨具变形；而且由于激光熔覆时快速加热和冷却，凝固过程中不可能有足够的液体金属补充，以及在随后的固态冷却收缩过程中，受到周围较冷基材束缚，造成的这些应力，往往难以得到释放，而一旦释放就会造成裂纹，这些缺点都严重影响了模具修复后的品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车模具的修复工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车模具的修复工艺，包括以下步骤：
(1)采用无损探伤的方法对磨具进行检测，检测磨具裂痕信息，判断是否有修复价值，若无修复价值，停止修复；
(2)对有修复价值的磨具进行裂纹清理：使用丙酮对磨具表面进行去油污清洗，去除氧化膜和污垢；
(3)打磨裂纹，先将修复部位表面裂纹打磨干净，然后进行表面喷砂处理；
(4)配制合金粉，合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.1％，Cr：15-18％，B：3-5％，Si：0.5-0.8％，Mo：2-2.3％，Mn：6-7.8％，W：4-5％，TiO2：3-6％，其余为Fe；
(5)对模具进行预热处理，预热温度控制在50-75℃；
(6)激光修复：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；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扁司轴套进行连续搭接扫描，采用红外测温技术，来检测激光加工区域的温度，结合温度标定结果，控制激光器功率输出值以及数控机床的运动速度，保持熔池温度稳定；
(7)修复完成后对模具表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤；
(8)磨具清洗：使用清洗剂对模具进行清洗，使用高压水枪对模具表面进行清洗，清洗完毕后使用压缩气枪将模具表面吹干；
(9)磨具表面维护：用超细的油石对模具表面进行推光，推光完毕后，使用擦模纸对模具进行擦拭。
作为本发明进一步的方案：所述磨具裂痕信息包括磨具裂痕的具体位置、形状、大小。
作为本发明再进一步的方案：所述预热温度控制在60-70℃。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(7)采用着色探伤剂确定模具表面是否有气孔、裂纹及其他缺陷。
作为本发明再进一步的方案：所述激光修复的参数为：激光功率为1700-2100W，标高为145-150mm，光斑尺寸为12mm×1.5mm或15mm×1.5mm，扫描速度为110-130mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为10-15g/min。
与现有技该汽车模具的修复工艺采用红外测温技术，来检测激光加工区域的温度，结合温度标定结果，来控制激光器功率输出值以及数控机床的运动速度，保持熔池温度稳定，且采用低温加热的方法进行预热，可有效避免产生裂纹气孔等缺陷；修复后的产品表面硬度高、光泽度好、无气孔、无裂纹，增加了模具修复后的品质。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种汽车模具的修复工艺，包括以下步骤：
(1)采用无损探伤的方法对磨具进行检测，检测磨具裂痕信息，磨具裂痕信息包括磨具裂痕的具体位置、形状、大小；判断是否有修复价值，若无修复价值，停止修复；
(2)对有修复价值的磨具进行裂纹清理：使用丙酮对磨具表面进行去油污清洗，目的是去除氧化膜和污垢，使熔覆层能与模具金属冶金结合，以达到修复模具之目的；
(3)打磨裂纹，先将修复部位表面裂纹打磨干净，防止在熔覆过程中裂纹向熔覆层贯穿，然后进行表面喷砂处理，去掉表面锈蚀层，提高预置涂层与模具的结合性；
(4)配制合金粉，合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.1％，Cr：15％，B：3％，Si：0.5％，Mo：2％，Mn：6％，W：4％，TiO2：3％，其余为Fe；
(5)对模具进行预热处理，预热温度控制在50-65℃，温度较低，可以防止磨具变形，。同时可以防止激光熔覆时快速加热造成裂纹；
(6)激光修复：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；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扁司轴套进行连续搭接扫描，采用红外测温技术，来检测激光加工区域的温度，结合温度标定结果，来控制激光器功率输出值以及数控机床的运动速度，保持熔池温度稳定；
(7)修复完成后对模具表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤；采用着色探伤剂确定模具表面是否有气孔、裂纹及其他缺陷；
(8)磨具清洗：使用清洗剂对模具进行清洗，使用高压水枪对模具表面进行清洗，清洗完毕后要使用压缩气枪将模具表面吹干；
(9)磨具表面维护：用超细的油石对模具表面进行推光，推光完毕后，使用专用的擦模纸对模具进行擦拭，不能使用粗油石及粗砂纸及砂轮对模具表面进行推光，会影响模具的表面质量。
所述激光修复的参数为：激光功率为1700W，标高为145mm，光斑尺寸为12mm×1.5mm，扫描速度为110mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为10g/min。
实施例2
本实施例的汽车模具的激光修复工艺的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：
合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.1％，Cr：18％，B：5％，Si：0.8％，Mo：2.3％，Mn：7.8％，W：5％，TiO2：6％，其余为Fe；
预热温度控制在65-75℃；
激光修复的参数为：激光功率为2100W，标高为150mm，光斑尺寸为15mm×1.5mm，扫描速度为130mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为15g/min。
实施例3
本实施例的汽车模具的激光修复工艺的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：
预热温度控制在60-75℃；
合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.1％，Cr：16％，B：4％，Si：0.7％，Mo：2.1％，Mn：7％，W：4.5％，TiO2：5％，其余为Fe。
选取合肥某汽车厂需要修复的模具600件，分成三组，每组200份，分别使用实施例1-3的修复工艺进行修复，经修复后的汽车磨具表面硬度见表1：
表1修复后的汽车磨具表面硬度
由上表可以看出，采用实施例1-3修复后的汽车磨具表面硬度高，能较好的满足产品品质。
该汽车模具的修复工艺采用红外测温技术，来检测激光加工区域的温度，结合温度标定结果，来控制激光器功率输出值以及数控机床的运动速度，保持熔池温度稳定，且采用低温加热的方法进行预热，可有效避免产生裂纹气孔等缺陷；修复后的产品表面硬度高、光泽度好、无气孔、无裂纹，增加了模具修复后的品质。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种汽车模具的修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用无损探伤的方法对磨具进行检测，检测磨具裂痕信息，判断是否有修复价值，若无修复价值，停止修复；
(2)对有修复价值的磨具进行裂纹清理：使用丙酮对磨具表面进行去油污清洗，去除氧化膜和污垢；
(3)打磨裂纹，先将修复部位表面裂纹打磨干净，然后进行表面喷砂处理；
(4)配制合金粉，合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.1％，Cr：15-18％，B：3-5％，Si：0.5-0.8％，Mo：2-2.3％，Mn：6-7.8％，W：4-5％，TiO2：3-6％，其余为Fe；
(5)对模具进行预热处理，预热温度控制在50-75℃；
(6)激光修复：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；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扁司轴套进行连续搭接扫描，采用红外测温技术，来检测激光加工区域的温度，结合温度标定结果，控制激光器功率输出值以及数控机床的运动速度，保持熔池温度稳定；
(7)修复完成后对模具表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤；
(8)磨具清洗：使用清洗剂对模具进行清洗，使用高压水枪对模具表面进行清洗，清洗完毕后使用压缩气枪将模具表面吹干；
(9)磨具表面维护：用超细的油石对模具表面进行推光，推光完毕后，使用擦模纸对模具进行擦拭。
2.根据权利要求1所述的汽车模具的修复工艺，其特征在于，所述磨具裂痕信息包括磨具裂痕的具体位置、形状、大小。
3.根据权利要求1所述的汽车模具的修复工艺，其特征在于，所述预热温度控制在60-70℃。
4.根据权利要求1所述的汽车模具的修复工艺，其特征在于，所述步骤(7)采用着色探伤剂确定模具表面是否有气孔、裂纹及其他缺陷。
5.根据权利要求1所述的汽车模具的修复工艺，其特征在于，所述激光修复的参数为：激光功率为1700-2100W，标高为145-150mm，光斑尺寸为12mm×1.5mm或15mm×1.5mm，扫描速度为110-130mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为10-15g/min。
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