CN111230400A - 一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法 - Google Patents

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王建文
冯珂
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童杨
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Abstract

本发明提供了一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：S1：磨削修复部位的疲劳层与裂纹；S2：烘烤焊条；S3：一次预热所述修复部位；S4：堆焊所述修复部位；S5：加工所述修复部位至距离标准尺寸1～1.2mm处；S6：二次预热所述修复部位；S7：激光熔覆所述修复部位；S8：保温缓冷所述修复部位。本发明的有益效果是：可实现对于Cr12冷作模具钢崩口、掉块处进行修复强化以及再制造，从而降低企业成本。

Description

一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法
技术领域
本发明涉及模具修复领域，特别涉及一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法。
背景技术
Cr12是高碳、高铬型冷作模具钢，该钢碳含量极高(质量分数为2％～2.3％)，是目前冷作模具钢中碳含量最高者，铬含量也很高(质量分数为11.5％～13％)，属于高碳高铬莱氏体钢。该钢有很高的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理畸变小。它的组织不良是主要缺点，不均匀的碳化物很难用热处理方法将其该善，除非用粉末冶金方法制造。Cr12钢冲击韧度差，导热性和高温塑性也很差。该钢在结晶过程中形成大量的共晶网状碳化物，其中碳化物在体积上含量约占20％左右，共晶温度约1150℃,这些碳化物很硬很脆，虽经开坯轧制、锻造、碳化物有一定程度的破碎，但碳化物沿轧制方向呈带状、网状、块状、堆积状分布，偏析程度随刚才直径增大而严重。Cr12模具钢被广泛用于动载条件下高耐磨的拉伸模、冲裁模、螺丝滚丝模。但由于冲击韧度差，边缘棱角处很容易在冲击负荷下很容易发生崩角，断裂。Cr12模具钢作为模具一旦发生崩口和掉块是很难恢复原使用性能的。主要难点在于Cr12模具钢含碳量高，C≤2.0～2.3,，在冷作模具钢种里是最高的，Cr含量也是很高的，再加上作为模具都是淬火态使用的，一般淬火硬度在62～64HRC之间，好多模具修复单位既不降低Cr12模具钢本身硬度，又要恢复原使用性能，甚至能超过原使用性能，不管用什么焊接方法，难度都比较大，可我国随着国民经济的各方面发展，存在着大量的待修复的Cr12模具钢，因为Cr12模具钢从原材料到加工到热处理，都很昂贵，一旦报废给企业带来很大的经济损失。
故市场亟需一种可以实现对于Cr12冷作模具钢崩口、掉块处进行修复强化以及再制造的方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，本发明的技术方案是这样实施的：
一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：S1：磨削修复部位的疲劳层与裂纹；S2：烘烤焊条；S3：一次预热所述修复部位；S4：堆焊所述修复部位；S5：加工所述修复部位至距离标准尺寸1～1.2mm处；S6：二次预热所述修复部位；S7：激光熔覆所述修复部位；S8：保温缓冷所述修复部位。
优选地，所述烘烤的温度为350摄氏度；。
优选地，所述焊条为M480。
优选地，所述堆焊的电流为110A的直流反接。
优选地，所述堆焊中每堆焊一层后锤击。
优选地，所述堆焊的每一层厚度不能超过2mm；所述堆焊的层间温度不能低于300摄氏度；所述堆焊尺寸要大于标准尺寸3mm。
优选地，所述二次预热的温度为200摄氏度；所述二次预热的时间为2小时。
优选地，所述激光熔覆的层间温度不低于200摄氏度。
优选地，所述激光熔覆使用F-17合金粉末。
优选地，所述激光熔覆的激光功率3000W，光斑尺寸3x5mm，扫描速度8mm/s，送粉速度35g/min，熔覆厚度1.2～1.3mm。
实施本发明的技术方案可解决现有技术中缺乏对于Cr12冷作模具钢崩口、掉块处进行修复强化以及再制造的方法的技术问题；实施本发明的技术方案，可实现对于Cr12冷作模具钢崩口、掉块处进行修复强化以及再制造，从而降低企业成本的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一种具体的实施例中，如图1所示，一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：S1：磨削修复部位的疲劳层与裂纹；S2：烘烤焊条；S3：一次预热所述修复部位；S4：堆焊所述修复部位；S5：加工所述修复部位至距离标准尺寸1～1.2mm处；S6：二次预热所述修复部位；S7：激光熔覆所述修复部位；S8：保温缓冷所述修复部位。
在该种具体的实施例中，如图1所示，使用角磨机磨削修复部位的疲劳层和裂纹，从而去除掉需要去除的已经处于疲劳状态的材料部分，然后烘烤焊条，从而减少因为长期的存储受潮从而导致的性能变差；然后对修复部位进行预热，防止在焊接过程中因为急热从而导致的材料变形损害；然后使用传统的焊接方式即堆焊的方式对修复部位进行堆焊作业，通过一层一层的堆焊对修复部位进行修复；然后再用铣床加工修复部位距离模具的标准尺寸1～1.2mm处，给激光熔覆存留空间；然后二次预热所述修复部位，再次进行激光熔覆作业；激光熔覆作业完成后，保温缓冷，从而降低热应力，防止熔覆后应力过大而崩裂；通过上述步骤实现了对于Cr12冷作模具钢崩口、掉块处进行修复强化以及再制造，从而节约了企业的运营成本。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述烘烤的温度为350摄氏度；；所述焊条为M480。
在该种优选的实施例中，M480焊条在烘烤温度为350℃时，能够有效地减少水分对M480焊条的性能影响，一般而言，烘烤的时间在2个小时便可以完全去除相关的影响；美国M480焊条是一种多用途冷热模具钢维修焊条，它含碳量适中，能显著降低焊接高碳钢过程中焊缝组织的碳含量，防止焊缝组织空冷淬化而引起的应力而开裂。高的铬含量即起到固溶强化目的，又形成大量的MC和M6C和复合、M(BC)等碳化物，提高了耐磨性。高的Mo、V元素细化了晶粒，改善了共晶网状碳化物的不均匀性，强化了韧性。形成不低于基体本身的力学性能的堆焊层。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述堆焊的电流为110A的直流反接；所述堆焊中每堆焊一层后锤击；所述堆焊的每一层厚度不能超过2mm；所述堆焊的层间温度不能低于300摄氏度；所述堆焊尺寸要大于标准尺寸3mm。
在该种优选的实施例中，每焊接完一层要锤击去应力，焊接时不能有气孔，夹渣，裂纹等缺陷。每一层堆焊厚度不能超过2mm，防止堆焊层过厚引起合金元素偏析而龟裂。层间温度不能低于300℃，堆焊尺寸要大于标准尺寸3mm，给车床预留加工尺寸。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述二次预热的温度为200摄氏度；所述二次预热的时间为2小时。
在该种优选的实施例中，预热温度设为200℃，持续两个小时为佳，可以有效的避免急热所导致的材料损害。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述激光熔覆的层间温度不低于200摄氏度。
在该种优选的实施例中，熔覆过程中层间温度不能低于200℃，降低热应力，防止熔覆后应力过大而崩裂。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述激光熔覆使用F-17合金粉末。
在该种的优选的实施例中，F-17的高的碳含量和铬含量形成大量的MC和M6C和复合、M(BC)等碳化物，提高了耐磨性，高的Ni含量强化了韧性和抗氧化性。激光熔覆本身的工艺特性又起到了细晶强化的能力，晶粒度比传统冶金低了一个数量级。总之，起到了激光熔覆固溶强化和细晶强化双重目的。
在一种优选的实施例中，如图1所示，所述激光熔覆的激光功率3000W，光斑尺寸3x5mm，扫描速度8mm/s，送粉速度35g/min，熔覆厚度1.2～1.3mm。需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：
S1：磨削修复部位的疲劳层与裂纹；
S2：烘烤焊条；
S3：一次预热所述修复部位；
S4：堆焊所述修复部位；
S5：加工所述修复部位至距离标准尺寸1～1.2mm处；
S6：二次预热所述修复部位；
S7：激光熔覆所述修复部位；
S8：保温缓冷所述修复部位。
2.根据权利要求1所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述烘烤的温度为350摄氏度；。
3.根据权利要求2所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述焊条为M480。
4.根据权利要求3所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述堆焊的电流为110A的直流反接。
5.根据权利要求4所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述堆焊中每堆焊一层后锤击。
6.根据权利要求5所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述堆焊的每一层厚度不能超过2mm；所述堆焊的层间温度不能低于300摄氏度；所述堆焊尺寸要大于标准尺寸3mm。
7.根据权利要求1至权利要求6任一所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述二次预热的温度为200摄氏度；所述二次预热的时间为2小时。
8.根据权利要求7所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述激光熔覆的层间温度不低于200摄氏度。
9.根据权利要求8所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述激光熔覆使用F-17合金粉末。
10.根据权利要求9所述的一种冷作模具钢崩口掉块处修复强化及再制造方法，其特征在于：所述激光熔覆的激光功率3000W，光斑尺寸3x5mm，扫描速度8mm/s，送粉速度35g/min，熔覆厚度1.2～1.3mm。
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