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          模具堆焊修復有哪些的優(yōu)點(diǎn)

          模具堆焊修復在歐美國家是模鍛行業(yè)普遍采用的模具翻新修復技術(shù),該技術(shù)最早應用于航空、航天及軍事領(lǐng)域,后廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域,是一種比較成熟的技術(shù)。

          鍛造模具使用條件苛刻,工作時(shí)受力狀態(tài)復雜,除了承受較大的壓應力外,還受到熾熱金屬對模具型腔的加熱和劇烈摩擦,冷卻與潤滑時(shí)反復的“冷擊”引起的溫度應力,而且同一模具在不同的工作部位承受的作用力不同,受熱時(shí)間也有較大的差異,所以模具雖然有脆性裂紋、熱疲勞龜裂、熱磨損、變形等多種失效形式,但大部分模具通常還是以綜合形式失效。傳統的制作工藝中,在模具進(jìn)行淬火等熱處理時(shí)都是以整塊模具為單位進(jìn)行的,也就是說(shuō),進(jìn)行淬火時(shí)是模塊整體進(jìn)入淬火池,所以模塊進(jìn)行淬火后表面的硬度各個(gè)部位差別不大,然而模具在工作時(shí)不同的工作部位承受的作用力不同,受熱情況也有較大的差異,這時(shí)模具就會(huì )表現出不同的損壞狀況,例如大部分模具型腔的根部由于壓應力比較集中很容易出現深度裂紋,這就需要降低模具型腔根部的硬度以提高此部位的韌性,而模具飛邊橋或者型腔內凸臺等部位受到大量的金屬沖刷極易出現磨損,這就需要提高模具此部位的硬度來(lái)增強模具的耐磨性。很多模具對于這種不同部位的硬度要求差別是非常大的,但整體淬火的模具是無(wú)法實(shí)現這種不同的硬度要求的,而堆焊修復可以根據模具不同的硬度要求選用不同性質(zhì)的焊材來(lái)實(shí)現同一塊模具的多種硬度。

           

          現在的模具一般都由同一種金屬組成,有的采用“鑲心模”的方式來(lái)提高模具型腔的力學(xué)性能,雖然這樣能起到一定效果,但無(wú)法滿(mǎn)足模具因不同部位受力、受熱不同而需用不同金屬組織的要求,而堆焊修復的方法可以滿(mǎn)足此項要求。下面以較常用的5CrNiMo和某公司代理的X形焊接合金的性能比較來(lái)說(shuō)明。

          5CrNiMo模具鋼在使用過(guò)程中受坯料加熱的作用會(huì )產(chǎn)生碳化物球化現象,這會(huì )導致模具在使用過(guò)程中一直在軟化,硬度不斷降低,也就是說(shuō),5CrNiMo的高溫穩定性不是很好;而X形焊接合金為單一奧氏體鋼,不存在相變,在500~600℃時(shí)組織穩定,模具從開(kāi)始使用到最后工作完畢硬度變化很小,這就大大增加了模具的耐磨性。

          熱鍛模在高溫下工作,要求材料必須具有良好的抗氧化性能。Cr是主要的抗氧化元素,5CrNiMo鋼中僅含有0.7%左右的Cr,模具鋼表面在高溫下形成低含量的氧化膜,這種氧化膜多孔,而且很容易被工件材料所磨掉;而X形焊接合金含有12%左右的的Cr,可以在表面形成致密且防護性良好的以Cr2O3為主的氧化膜,抗氧化性良好,可顯著(zhù)增加模具的耐磨性。

           

          因為模具的高度是有限的,所以在下落降面時(shí)都希望下落很薄一層就可以見(jiàn)到新的金屬面,這樣不僅機加的成本低,而且還可以增加模具的翻新次數,也就是延長(cháng)模具的使用壽命。但使用過(guò)的模具型腔會(huì )呈現出多種損壞形式,尤其是型腔內部的裂紋,它們呈不規則走向,如果降面厚度太小,很難把裂紋徹底清除干凈,加工后的模具型腔內有裂紋源,下次使用時(shí)有裂紋源的部位很快會(huì )產(chǎn)生更大的裂紋,造成模具過(guò)快失效。如果想徹底清除裂紋,就需要增加降面的厚度,這樣不僅造成加工費用攀升,更重要的是大幅減少了模具可以降面的次數,使模具提前報廢。

              堆焊修復的方法是先用碳弧氣刨沿裂紋的走向把裂紋徹底清除干凈,再用抗拉強度非常高的焊材比如Y形焊接合金把裂紋焊接修復完畢,再進(jìn)行降面等后續處理,這樣既可以從根本上解決裂紋的問(wèn)題,又減小了降面厚度和加工時(shí)間。

             模具型腔內的特殊部位比如型腔內的凸出部位因與熱坯料接觸時(shí)間較長(cháng)、受熱快而導致硬度降低快,加之此部位受力較大,極易造成該部位磨損或者塌陷,而模具其他部位完好無(wú)損,只是因為該部位的早期失效導致整副模具不能使用。這種情況下,可以通過(guò)選用耐高溫的紅硬性好的焊材比如X形焊接合金局部焊接凸臺來(lái)延長(cháng)模具的壽命,因為焊接量非常小,所以焊接修復的成本非常低,用極低的成本可以大大延長(cháng)模具的壽命。