模具熔覆案例:
1. 必要性:
模具的使用寿命取决于其抗磨损、抗机械损伤能力,一旦损坏,只能购买或定制新的模具。模具制造工艺复杂,生产周期长,加工成本高。因此,对失效模具进行修复再利用十分必要。
传统模具修复方法为:电火花、氩弧焊修复、激光堆焊、电刷镀等。激光熔覆技术用于模具修复时具有独特优势。
2. 优势:灵活可调、结合强度高、热变形小、可实现精准修复、自动化程度高、节约成本
粉末材料灵活可调,可满足不同性能需求;
热输入畸变较小,对基体热影响小,修复区的残余应力也更小;
精度高,自由可控,可实现高档模具微小缺损的精准修复;
工艺过程易于实现自动化,很适合常见易损件的磨损修复等。
3. 代表案例:
冲压模具修复。在金属材料冷冲压过程中,模具在压力机的作用下使金属材料发生塑性变形或分离,大批量生产时模具的磨损是较为突出的问题。使用激光熔覆的方法修复磨损或出现缺陷的冲压模具,比如锤锻模冲头在根部出现的热裂纹及桥部塌陷使用激光熔覆工艺进行修复,冲裁模具的冲头磨损也可以使用激光熔覆高性能涂层进行尺寸恢复及性能强化。
锻压模具修复。锻压,不论是热锻还是冷锻对模具要求都非常高。而且模具的工况也更恶劣,更容易出现各种问题,从而导致损坏报废。对这类模具也可以采用激光熔覆技术进行模具表面裂纹、缺陷和磨损等问题的修复,同时熔覆高性合金层对其表面进行强化。
塑料模具修复。各种塑料模具,如注塑模、吹塑模等其表面也存在热疲劳及磨损腐蚀等问题,相对来说塑料模具较为复杂,精度要求也较高,所以其模具成本也较高,对这类报废模具的维修和强化就显得更有经济价值。
压铸模具修复。金属压力铸造,尤其是轻合金的压力铸造在汽车、通讯等行业的产品上大量应用。压力铸造时熔融金属在高压、高速下充满模具型腔进而压铸成型,这一过程中模具反复与炽热金属接触,容易发生热疲劳、磨损、腐蚀等问题。现有的各种表面强化技术会造成大量的压铸模具因表面磨损、热裂纹和腐蚀等原因而不能再投入生产,这造成了巨大的浪费。对于这些模具就非常适合采用激光熔覆高性能纳米涂层的方法进行修复,由于激光处理的快速熔凝特点和纳米涂层的优越性,修复后的模具表面性能甚至可以优于新模具。