[发明专利]一种激光熔覆修复和强化模具的方法

说明书

本发明涉及一种模具修复加工方法，具体涉及一种激光熔覆修复和强化模具的方法。其特征在于：包括如下步骤：步骤一：对待熔覆模具材料表面进行前处理：清洁、喷砂、烘干；步骤二：采用超音速火焰喷涂设备将合金粉末对材料表面进行喷涂；步骤三：激光照射；步骤四：重复步骤二和步骤三，直到获得模具需要的修复厚度。本发明经过本发明处理后的模具表面具有更好的抗磨损、抗腐蚀性能，并且能够获得超过5mm的模具耐磨涂层。

技术领域

本发明涉及一种模具修复加工方法，具体涉及一种激光熔覆修复和强化模具的方法。

背景技术

模具修复常用的技术是采用堆焊技术对模具已经磨损的本身进行再制造的过程。常用的模具修复材料是采用与基体材料相同、相近或者比基体材料更好的焊接材料通过氩弧焊堆焊在需要修复的模具表面，达到模具修复的目的。但是堆焊过程中，基体材料的热影响区大，堆焊材料稀释率高会极大的影响模具修复后的性能，而激光熔覆技术则可以较好的解决稀释率高、热影响区大的问题。激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆的基体表面上放置选择好的涂层材料，经过激光辐射使之与基体表面发生冶金结合，并快速凝固后形成稀释率极低、与基体结合良好的表面图层，从而显著改善基体材料表面机械性能和功能性能的工艺方法。并且激光熔覆可以作为金属3D打印的方法。但是，激光熔覆涂层通常只能制备自熔性合金粉末、金属合金粉末，但是碳化物复合粉末在激光熔覆过程中，熔池中各组分熔点不同、密度不一致使得激光熔覆层出现硬质分布不均及粗大造成熔覆层中裂纹缺陷及气孔。

目前激光熔覆按照涂覆方法分为同轴送粉法和预置粉末法两种。预置粉末法师将所需涂覆的材料通过电镀、化学镀、等离子喷涂和手工粘结等方法预置于金属表面，然后经过激光辐射熔覆；同步送粉法是将粉末直接喷涂在激光辐射所形成的移动熔池上，涂层一次性形成。

金属基陶瓷层的激光熔覆方法会产生裂纹缺陷自从上世纪80年代直到现在研究工作从来没有停止过，但是问题始终没有得到有效的解决，极大地限制了激光熔覆金属基陶瓷层的应用技术发展。裂纹问题是激光熔覆中最棘手的问题，也是目前制约激光熔覆技术走向实用化的最大障碍。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种激光熔覆修复和强化模具的方法，既可以在模具修复过程中消除激光熔覆层的裂纹、气孔等缺陷，提高激光熔覆层的质量，又可以提高模具表面的使用性能，极大的提高了模具的使用寿命。

本发明是这样实现的：

一种激光熔覆修复和强化模具的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：对待熔覆模具材料表面进行前处理：清洁、喷砂、烘干；

步骤二：采用超音速火焰喷涂设备将合金粉末对材料表面进行喷涂，所述超音速火焰喷涂设备的喷枪与工件之间的距离为20～35cm，喷枪移动速度为0.5～5cm/s，丙烷压力为0.45～0.8MPa，氧气气压为0.8～1.2MPa，氮气气压为0.5～1.0MPa，合金粉末流量为20～50g/min；喷涂过程中，待熔覆模具材料表面温度不超过300℃，超过300℃时立刻停止喷涂，待温度降至100℃时，再重新喷涂；

步骤三：激光照射，所述激光照射的功率为1000～1500W，激光移动速度为0.3～1cm/s。

所述步骤二中的合金粉末为质量比为80％Ni60、20％WC和1％的Y₂O₃。

所述步骤三中激光照射之前需要将工件预热到250～300℃。

所述步骤一中的喷砂，具体包括番号为24目的黑刚玉砂做喷砂处理。