CN110042390A - 一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，该方法包括对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；去除表面疲劳磨损层，并去除加工面杂质；配制合金粉末，将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面，通过激光器扫描预置的柔性贴膜，制备耐磨激光熔覆层；对熔覆层表面进行无损检测并对熔覆层进行打磨抛光处理。本发明方法不仅提高熔覆过程中粉末的利用率，保证粉末输送均匀，降低强化成本，而且修复后的压铸模具寿命较常规修复方法提高了一倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法。
背景技术
压铸是通过高速高压将铝合金等熔融金属喷射填充到模具内，高效率制造高尺寸精度、良好表面质量部件的铸造方法，广泛用于汽车、OA设备、家电、建筑等部件的制造。其中，压铸模具受到加热冷却的热冲击和热疲劳的作用，发生各种各样的损伤，影响到压铸制品的尺寸精度和外观质量。
压铸模具损伤的主要原因是，热应力、热疲劳引起的热裂纹，其中70％以上的损伤为热裂纹。为了防止压铸模具产生热裂纹，可以通过选用高温强度、韧性、硬度良好的模具用材或者通过热处理方法提高模具性能；或者通过表面改性技术提高其性能。目前最先进的压铸模具表面改性技术是采用激光熔覆技术，激光熔覆具有能量密度高，熔覆质量致密，结合强度高，合金化层组织的稀释率低、热影响区小等特点。
在采用激光熔覆技术实现压铸模具强化过程中，由于压铸模具各种特殊曲面、尖面、尖点、立面等的存在，导致熔覆过程中即便采用同轴送粉方式也难以保证粉末输送均匀；同时，对曲面熔覆过程中，同轴送粉金属粉末浪费严重，粉末的有效利用率仅为40％左右。如何提高熔覆过程中粉末的利用率，保证粉末输送均匀，降低强化成本，成为亟待解决的关键问题之一。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，不仅提高熔覆过程中粉末的利用率，保证粉末输送均匀，降低强化成本，而且修复后的压铸模具寿命较常规修复方法提高了一倍以上。
为了达到上述目的，本发明所述方法是通过以下技术方案实现的：
一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，包括如下步骤，
步骤一，对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；
步骤二，去除表面疲劳磨损层，并去除加工面杂质；
步骤三，配制合金粉末，将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面，通过激光器扫描预置的柔性贴膜，制备耐磨激光熔覆层；
步骤四，对熔覆层表面进行无损检测并对熔覆层进行打磨抛光处理。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，所述合金粉末各组分按照质量百分比分别为C：0.30-0.35％，Cr：4.78-5.02％，Mo：1.42-1.50％，Si：0.95-1.05％，Mn：0.30-0.35％，余量为Fe。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，所述步骤二中，对腐蚀疲劳层的切除量为0.2-0.3mm。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，所述步骤三中将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面包括如下步骤，首先将柔性贴膜一面均匀涂抹0.05-0.1mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.6-0.8mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，完成预置粉末。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，所述步骤三中，激光扫描的工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3000-3300W，扫描速度为800-1000mm/min。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，在激光熔覆时，搭接率为30-50％。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，激光熔覆层的厚度为0.5mm。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，所述合金粉末的粒度为350-450目。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，在对熔覆层表面进行打磨抛光处理时，磨削量为0.3-0.2mm。
上述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其中，所述步骤四中无损检测为表面着色探伤检测。
采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明方法提高了压铸模具性能，通过激光熔覆强化，使得修复后的压铸模具寿命较常规修复方法提高了一倍以上；
2、相比于同轴送粉办法，本发明方法提高了粉末利用率，粉末利用率达到98％左右，达到了节约材料、节能、环保的需要。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
首先，采用三坐标测量仪对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；采用机加工，去除表面疲劳磨损层，单边去除量为0.2mm；利用无水酒精清洗加工面，去除油污等杂质；配制合金粉末，各组分按照质量百分比分别为：C：0.30％，Cr：4.78％，Mo：1.42％，Si：0.95％，Mn：0.30％，余量为Fe，合金粉末的粒度为350-450目；利用保鲜膜预置合金粉末，首先将保鲜膜一面均匀涂抹0.05mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.6mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，柔性贴膜会以静电吸附的方式均匀贴合于压铸模具表面，通过柔性贴膜将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面；采用机械手操作的光纤激光器扫描预置的柔性贴膜，激光熔覆工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3000W，扫描速度为800mm/min，搭接率为50％，制得耐磨激光熔覆层的厚度为0.5mm；对熔覆层表面进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对熔覆层进行打磨抛光处理，磨削量为0.3mm。
实施例2
首先，采用三坐标测量仪对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；采用机加工，去除表面疲劳磨损层，单边去除量为0.3mm；利用无水酒精清洗加工面，去除油污等杂质；配制合金粉末，各组分按照质量百分比分别为：C：0.35％，Cr：5.02％，Mo：1.50％，Si：1.05％，Mn：0.35％，余量为Fe，合金粉末的粒度为350-450目；利用保鲜膜预置合金粉末，首先将保鲜膜一面均匀涂抹0.1mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.8mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，柔性贴膜会以静电吸附的方式均匀贴合于压铸模具表面，通过柔性贴膜将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面；采用机械手操作的光纤激光器扫描预置的柔性贴膜，激光熔覆工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3300W，扫描速度为1000mm/min，搭接率为50％，制得耐磨激光熔覆层的厚度为0.5mm；对熔覆层表面进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对熔覆层进行打磨抛光处理，磨削量为0.2mm。
实施例3
首先，采用三坐标测量仪对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；采用机加工，去除表面疲劳磨损层，单边去除量为0.2mm；利用无水酒精清洗加工面，去除油污等杂质；配制合金粉末，各组分按照质量百分比分别为：C：0.30％，Cr：5.02％，Mo：1.50％，Si：1.05％，Mn：0.30％，余量为Fe，合金粉末的粒度为350-450目；利用保鲜膜预置合金粉末，首先将保鲜膜一面均匀涂抹0.05mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.6mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，柔性贴膜会以静电吸附的方式均匀贴合于压铸模具表面，通过柔性贴膜将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面；采用机械手操作的光纤激光器扫描预置的柔性贴膜，激光熔覆工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3100W，扫描速度为800mm/min，搭接率为35％，制得耐磨激光熔覆层的厚度为0.5mm；对熔覆层表面进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对熔覆层进行打磨抛光处理，磨削量为0.3mm。
实施例4
首先，采用三坐标测量仪对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；采用机加工，去除表面疲劳磨损层，单边去除量为0.2mm；利用无水酒精清洗加工面，去除油污等杂质；配制合金粉末，各组分按照质量百分比分别为：C：0.35％，Cr：5.00％，Mo：1.45％，Si：1.00％，Mn：0.35％，余量为Fe，合金粉末的粒度为350-450目；利用保鲜膜预置合金粉末，首先将保鲜膜一面均匀涂抹0.06mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.6mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，柔性贴膜会以静电吸附的方式均匀贴合于压铸模具表面，通过柔性贴膜将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面；采用机械手操作的光纤激光器扫描预置的柔性贴膜，激光熔覆工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3200W，扫描速度为950mm/min，搭接率为50％，制得耐磨激光熔覆层的厚度为0.5mm；对熔覆层表面进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对熔覆层进行打磨抛光处理，磨削量为0.3mm。
实施例5
首先，采用三坐标测量仪对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；采用机加工，去除表面疲劳磨损层，单边去除量为0.2mm；利用无水酒精清洗加工面，去除油污等杂质；配制合金粉末，各组分按照质量百分比分别为：C：0.35％，Cr：5.02％，Mo：1.45％，Si：0.96％，Mn：0.32％，余量为Fe，合金粉末的粒度为350-450目；利用保鲜膜预置合金粉末，首先将保鲜膜一面均匀涂抹0.05mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.6mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，柔性贴膜会以静电吸附的方式均匀贴合于压铸模具表面，通过柔性贴膜将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面；采用机械手操作的光纤激光器扫描预置的柔性贴膜，激光熔覆工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3300W，扫描速度为1000mm/min，搭接率为40％，制得耐磨激光熔覆层的厚度为0.5mm；对熔覆层表面进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对熔覆层进行打磨抛光处理，磨削量为0.3mm。
实施例6
首先，采用三坐标测量仪对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；采用机加工，去除表面疲劳磨损层，单边去除量为0.3mm；利用无水酒精清洗加工面，去除油污等杂质；配制合金粉末，各组分按照质量百分比分别为：C：0.35％，Cr：4.78％，Mo：1.50％，Si：1.05％，Mn：0.35％，余量为Fe，合金粉末的粒度为350-450目；利用保鲜膜预置合金粉末，首先将保鲜膜一面均匀涂抹0.08mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.8mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，柔性贴膜会以静电吸附的方式均匀贴合于压铸模具表面，通过柔性贴膜将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面；采用机械手操作的光纤激光器扫描预置的柔性贴膜，激光熔覆工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3300W，扫描速度为900mm/min，搭接率为50％，制得耐磨激光熔覆层的厚度为0.5mm；对熔覆层表面进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对熔覆层进行打磨抛光处理，磨削量为0.2mm。
实施例7
首先，采用三坐标测量仪对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；采用机加工，去除表面疲劳磨损层，单边去除量为0.2mm；利用无水酒精清洗加工面，去除油污等杂质；配制合金粉末，各组分按照质量百分比分别为：C：0.30％，Cr：4.80％，Mo：1.45％，Si：1.00％，Mn：0.33％，余量为Fe，合金粉末的粒度为350-450目；利用保鲜膜预置合金粉末，首先将保鲜膜一面均匀涂抹0.1mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.8mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，柔性贴膜会以静电吸附的方式均匀贴合于压铸模具表面，通过柔性贴膜将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面；采用机械手操作的光纤激光器扫描预置的柔性贴膜，激光熔覆工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3200W，扫描速度为900mm/min，搭接率为45％，制得耐磨激光熔覆层的厚度为0.5mm；对熔覆层表面进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对熔覆层进行打磨抛光处理，磨削量为0.3mm。
实施例8
首先，采用三坐标测量仪对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；采用机加工，去除表面疲劳磨损层，单边去除量为0.3mm；利用无水酒精清洗加工面，去除油污等杂质；配制合金粉末，各组分按照质量百分比分别为：C：0.33％，Cr：4.92％，Mo：1.45％，Si：1.03％，Mn：0.32％，余量为Fe，合金粉末的粒度为350-450目；利用保鲜膜预置合金粉末，首先将保鲜膜一面均匀涂抹0.07mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.7mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，柔性贴膜会以静电吸附的方式均匀贴合于压铸模具表面，通过柔性贴膜将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面；采用机械手操作的光纤激光器扫描预置的柔性贴膜，激光熔覆工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3000W，扫描速度为800mm/min，搭接率为30％，制得耐磨激光熔覆层的厚度为0.5mm；对熔覆层表面进行表面着色探伤，检测是否有裂纹等缺陷；对熔覆层进行打磨抛光处理，磨削量为0.2mm。
上述各个实施例，得到的表面熔覆合金层耐磨性、耐蚀性良好，完成了压铸模具强化修复，显著提高了修复后压铸模具的使用寿命。
Claims (10)
1.一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤一，对压铸模具进行全面检测，确定模具的磨损量；
步骤二，去除表面疲劳磨损层，并去除加工面杂质；
步骤三，配制合金粉末，将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面，通过激光器扫描预置的柔性贴膜，制备耐磨激光熔覆层；
步骤四，对熔覆层表面进行无损检测并对熔覆层进行打磨抛光处理。
2.根据权利要求1所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，所述合金粉末各组分按照质量百分比分别为C：0.30-0.35％，Cr：4.78-5.02％，Mo：1.42-1.50％，Si：0.95-1.05％，Mn：0.30-0.35％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，所述步骤二中，对腐蚀疲劳层的切除量为0.2-0.3mm。
4.根据权利要求1所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，所述步骤三中将合金粉末预置在待熔覆的压铸模具表面包括如下步骤，首先将柔性贴膜一面均匀涂抹0.05-0.1mm乳白胶，待乳白胶微干，通过静电喷粉机将配制好的合金粉末均匀喷洒在乳白胶上，并利用手动辊压机滚压，控制粉末厚度为0.6-0.8mm，制得单面涂粉的柔性贴膜；将带有金属粉末的柔性贴膜另一面贴于待熔覆的模具表面，完成预置粉末。
5.根据权利要求4所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，所述步骤三中，激光扫描的工艺参数为：激光器光斑为直径3mm的圆形，扫描功率为3000-3300W，扫描速度为800-1000mm/min。
6.根据权利要求4所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，在激光熔覆时，搭接率为30-50％。
7.根据权利要求1所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，激光熔覆层的厚度为0.5mm。
8.根据权利要求2所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，所述合金粉末的粒度为350-450目。
9.根据权利要求7所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，在对熔覆层表面进行打磨抛光处理时，磨削量为0.3-0.2mm。
10.根据权利要求1所述的一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法，其特征在于，所述步骤四中无损检测为表面着色探伤检测。
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