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模具的几种传统修复技术您是否知晓?
专栏:行业资讯
发布日期:2022-10-06
阅读量:2298
作者:互联网转载

传统的模具修复技术包括:熔覆技术、电刷镀技术、热喷涂技术和热喷焊技术等。

1

熔覆技术


模具的熔覆修复技术是采用熔化焊接的方法在模具零件表面堆焊具有某种特殊性能材料,修复模具零件受损部位。熔覆修复技术不仅可以修复模具零件表面损伤部位,同时还能强化模具零件表面强度,提高模具零件耐蚀和耐磨性能,延长模具使用寿命。

常见的熔覆修复技术包括:氧-乙炔火焰堆焊、电弧堆焊(手工电弧堆焊、气体保护电弧堆焊、埋弧堆焊)、复合堆焊、等离子熔覆等。

01

氧-乙炔火焰堆焊

氧-乙炔火焰堆焊是指焊丝或金属粉末在氧-乙炔火焰的热作用下,在模具零件待修复表面熔化焊接然后凝固,修复模具零件表面损伤部位的修复技术。

优点

氧-乙炔火焰堆焊修复技术有以下几个优点:①对设备要求低,适合现场堆焊;②对堆焊材料的形状适应性强;③稀释率低,熔化层深度大于0.1mm,保证焊层质量;④小面积堆焊能见度大,堆焊层表面质量较高。

缺点

氧-乙炔火焰堆焊修复技术对操作人员的技术要求高,且手工操作熔覆效率低,工作强度大。

02

电弧堆焊

电弧堆焊包括3种:手工电弧焊、气体保护电弧堆焊以及埋弧堆焊。

手工电弧焊以电弧作为热源,将焊条与模具零件待修复表面金属加热至熔化状态,实现金属冶金结合,达到模具零件修复目的。

优点

手工电弧堆焊设备简单,操作容易,适应性强,使用维护成本低。


缺点

手工电弧堆焊需要手工操作,对焊接技术人员要求高,因此焊接效率低,焊接质量不稳定,而且劳动强度高。


气体保护电弧堆焊常用于有色金属和不锈钢的堆焊,使用惰性气体或CO2作为保护气体,隔绝氧气,避免模具零件表面出现氧化烧损或气孔等缺陷,获得优质的堆焊层。

优点

CO2作为保护气体具有供应大、堆焊层质量好、硬度高、焊接变形小、效率高和成本低的优点。

缺点

会出现合金元素烧损、飞溅严重,表面成形质量差,堆焊层稀释率较高,成分难以调整等缺陷。


埋弧堆焊是电弧在焊剂层下自动引燃,在机械作用下,电弧移动和焊丝送给自动完成的一种电弧堆焊方法,即堆焊通过埋在熔融焊剂层下的电弧进行,模具零件待修复表面与熔化的焊丝结合形成堆焊层。

优点

埋弧自动焊具有堆焊层表面光滑、修复模具零件疲劳强度高和容易实现自动化生产的优点。

缺点

埋弧堆焊电弧输入热量较大,熔化面积大,容易破坏修复区域附近表面,因此,埋弧堆焊不适用于修复微小热疲劳裂纹及轻微开裂的模具零件表面H13为常用的热作模具钢,使用电弧堆焊技术修复此类热作模具,修复后的模具零件组织性能良好,能有效延长模具使用寿命。

03

电火花堆焊

电火花堆焊是基于脉冲放电的原理,当模具零件待修复表面与工具电极在绝缘介质中逐渐靠近到一定距离时,距离最近两点的极间电压将被电离击穿,在面积极小的区域内瞬间产生8000℃以上的高温。在高温高压、微电场和爆破力的共同作用下,微区电极金属能瞬时熔化并涂覆到模具零件的相应位置,得到堆焊涂覆层。

优点

电火花堆焊技术堆焊层质量好,加工余量小,修复后模具零件变形小,所需设备简单,适合高精度要求的模具零件表面修复。目前电火花堆焊修复技术已成功应用于冷作模具和塑料模具零件的修复再制造。

04

复合堆焊

高的耐磨性、耐热性、耐蚀性和韧性的模具零件表面可以延长模具的使用寿命,因此模具会采用“模具零件待修复表面+中间过渡层+表面耐磨层”的复合堆焊修复方法。

优点

堆焊中间过渡层可以有效减少堆焊层裂纹的产生,提高堆焊层与模具零件待修复表面的结合强度。当焊接材料与模具零件待修复表面的热膨胀系数等物理性能差别很大时,可以在模具零件表层堆焊一层或多层的过渡层,使焊后堆焊层的硬度和强度呈梯度分布,延长模具使用寿命。通过复合堆焊及时修复的热作模具和冷作模具,表面耐磨性都明显提高,修复效果良好。

05

等离子熔覆

等离子熔覆指送粉器将合金粉末送到模具零件待修复表面,在等离子束的高温作用下,合金粉末与模具零件待修复表面迅速加热并在模具零件表面熔化、混合、扩散、反应、凝固。模具零件表面产生合金熔池,等离子束移开后,合金熔池快速凝固,修复模具零件表面缺陷处。由于熔池中金属熔化与凝固同时进行,温度分布不均匀,形成对流,对熔池产生搅拌作用,从而使得熔覆层组织细小均匀,且熔覆层与模具零件待修复表面冶金结合良好,提高了模具零件表面的硬度和耐磨性。

优点

等离子熔覆具有设备操作简单、适用范围广和设备成本低等优点。

缺点

但是等离子熔覆热量输入大,修复的模具零件表面容易出现变形、涂层开裂等现象。目前等离子熔覆已广泛应用于P20模具钢的修复。

2

电刷镀技术


在电刷镀工艺中,电源负极与模具零件表面相连,正极与镀笔相连,镀笔的棉花包套中储存着金属电镀溶液,在直流电压作用下,镀笔与模具零件待修复表面保持相对运动,一段时间后模具零件待修复表面上就会出现一层金属。

优点

电刷镀设备简单,携带方便,可就地修复大型模具零件,修复后可直接使用,并且电镀层的材料选择范围广。电刷镀技术能有效修复塑料模具与冷作模具零件的损伤部位,特别是大面积超差或磨损部位,修复后的模具使用寿命明显延长。

缺点

但电刷镀技术的工作现场环境比较恶劣,金属刷镀液容易造成环境污染,甚至危害操作人员身体健康。

3

热喷涂技术


热喷涂是预喷涂的金属或非金属涂层材料在等离子弧或电弧等热源的作用下加热到熔化或半熔化状态,然后以很高的速度喷射到模具零件待修复表面,最后沉积形成金属修复层的一种修复方法。

优点

热喷涂技术使用的材料和工艺方法选择范围广,能够实现高修复效率的同时获得强化效果明显的模具零件表面,可以修复使用过程中模具零件表面产生的磨损或划痕。

缺点

采用热喷涂技术修复后的模具表面粗糙度值较高,涂层内部或涂层与模具零件待修复表面之间为半机械结合,结合处容易出现裂纹或其他缺陷,模具零件表面耐蚀性和耐磨性较差,并且当涂层厚度过大时,会出现涂层局部脱落现象,影响热喷涂技术的推广应用。

4

热喷焊技术


热喷焊是将特定的金属粉末通过喷枪的特定热源加热到熔融或高塑性状态,然后高速喷射到预处理后的模具零件待修复表面,使得模具零件表面金属表层组织均匀致密,其原理如图4所示。

优点

热喷焊技术不仅可以修复模具零件,还能增强模具零件的耐磨损、耐腐蚀、耐热和抗氧化性能,延长模具使用寿命。与热喷涂技术相比,热喷焊技术结合了喷涂和重熔2种工艺的优点,喷涂材料在模具零件待修复表面重新熔化或部分熔化,实现合金层与模具零件待修复表面的冶金结合。

热喷焊技术广泛用于热作模具的修复。

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