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激光熔覆技術與工藝在沖壓模具上的應用

激光熔覆技術

激(ji)光(guang)熔覆技(ji)術(shu)在(zai)21世紀是(shi)一個新開發(fa)的一種表(biao)面處(chu)理(li)技(ji)術(shu),它的基(ji)本(ben)原理(li)是(shi)破(po)壞磨(mo)具(ju)磨(mo)削后(hou)工(gong)件(jian)表(biao)面磨(mo)削工(gong)件(jian)表(biao)面的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)粉(fen)末(mo)均勻坑后(hou),利用高能(neng)量密度的激(ji)光(guang)束是(shi)基(ji)層(ceng)表(biao)面合(he)金(jin)(jin)(jin)鍍層(ceng)具(ju)有不同襯底(di)材料成(cheng)分(fen)和性能(neng)的合(he)金(jin)(jin)(jin)層(ceng)。涂層(ceng)材料與母(mu)材表(biao)面形成(cheng)完整的冶(ye)金(jin)(jin)(jin)聯合(he)體(ti)，這個工(gong)藝主要適用于模具(ju)、齒輪(lun)、軸(zhou)承、輪(lun)轂、發(fa)動機、化工(gong)和冶(ye)金(jin)(jin)(jin)等。激(ji)光(guang)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)還包(bao)括激(ji)光(guang)淬火和激(ji)光(guang)強(qiang)化技(ji)術(shu)，它的成(cheng)功開發(fa)極(ji)大地提(ti)高了模具(ju)和金(jin)(jin)(jin)屬(shu)件(jian)的使用壽命和產品(pin)質量，在(zai)國民經濟(ji)的各個部門中占有越來越重要的地位。

相關研究(jiu)人(ren)員,帶(dai)頭超(chao)(chao)高速度(du)激(ji)光(guang)熔(rong)(rong)覆技(ji)術引入中國市場,與研究(jiu)機構緊密合作進行超(chao)(chao)快激(ji)光(guang)熔(rong)(rong)覆技(ji)術產業化(hua)升級,不斷(duan)提高技(ji)術水(shui)平,促(cu)進其核心組件的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)(neng),如輸送(song)粉(fen)(fen)末(mo)(mo)噴(pen)(pen)嘴(zui)耐久性(xing)、粉(fen)(fen)末(mo)(mo)利(li)用率(lv)、送(song)粉(fen)(fen)精度(du)等。在原(yuan)有高精度(du)同軸送(song)粉(fen)(fen)噴(pen)(pen)嘴(zui)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎(chu)上，正(zheng)式推(tui)出了(le)(le)高效(xiao)(xiao)、高匯聚性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)送(song)粉(fen)(fen)噴(pen)(pen)嘴(zui)。給粉(fen)(fen)效(xiao)(xiao)率(lv)可達5kg/hr以上，粉(fen)(fen)末(mo)(mo)利(li)用率(lv)達95%。特殊的(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)塊化(hua)設計(ji)大大降(jiang)低(di)了(le)(le)使用成本(ben)，使得丟失部件的(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)換極其簡(jian)單，保(bao)證了(le)(le)過程的(de)(de)(de)(de)(de)重復性(xing)。噴(pen)(pen)嘴(zui)大小(xiao)也可根據維護位置(zhi)靈活調整。新研制的(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)(chao)高速激(ji)光(guang)熔(rong)(rong)覆加工頭，通(tong)過設計(ji)特殊的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)路(lu)調節系(xi)統，實現光(guang)與粉(fen)(fen)末(mo)(mo)在空間的(de)(de)(de)(de)(de)理想相互作用，使粉(fen)(fen)末(mo)(mo)熔(rong)(rong)化(hua)更(geng)加穩定，能(neng)(neng)量利(li)用更(geng)加高效(xiao)(xiao)。

激光熔覆因其嚴重的環境污(wu)染(ran)和(he)缺乏耐磨(mo)性，已成為取(qu)代(dai)(dai)電(dian)鍍(du)硬鉻的主要方法(fa)之一。激光熔覆技術在鍍(du)層厚度、耐磨(mo)性、耐腐(fu)蝕性等方面優于(yu)電(dian)鍍(du)硬鉻層。是(shi)取(qu)代(dai)(dai)電(dian)鍍(du)硬鉻層的首(shou)選(xuan)工藝。

激光熔覆工藝

激光熔覆技術的基本工藝(yi)流程應用在模(mo)具(ju)領域(yu)如(ru)下:模(mo)具(ju)表面(mian)檢查和維(wei)護計劃確(que)認→模(mo)具(ju)表面(mian)油清洗→選擇合理的涂(tu)料和工藝(yi)參數根(gen)據硬(ying)度要求→包覆處理→模(mo)具(ju)表面(mian)修復治(zhi)療(liao)后,交貨前(qian)檢驗。各工序(xu)的步驟及注意事項(xiang)如(ru)下:

1. 模具表面(mian)檢查和維(wei)護計(ji)劃確(que)認(ren)

檢查模具是否有裂紋、應變、凹(ao)坑，待(dai)(dai)處(chu)理(li)部位是否為平面或R角，根據不同問題確定修(xiu)復方案(an)，對待(dai)(dai)處(chu)理(li)部位進行適當打磨。

2. 清(qing)潔模具(ju)表面的油(you)脂

用清(qing)洗液清(qing)洗，去除(chu)氧化皮、油污(wu)、油脂、油漆等，提高表面包覆效果。

3.根(gen)據硬度(du)要求選(xuan)擇(ze)合理(li)的涂層和工藝參數(shu)

根據維修計劃和客戶要求，選擇(ze)合適的功率、焦距、色(se)斑和涂料(如(ru)鑄(zhu)鐵用鐵粉)。

4. 包覆處理

涂層均勻鋪展在設備上后，激(ji)光發出激(ji)光束，通過(guo)內(nei)透鏡折射激(ji)光束作用于(yu)被加工表面，使涂層與(yu)基體材(cai)料(liao)表面形成完整(zheng)的冶(ye)金結合。

5. 模具表面處理后修復

金屬化表面由鉗工(gong)拋(pao)光、拋(pao)光，確保模具間隙和表面粗糙度滿足要求。

6. 發貨前檢查

測試處理后的硬度和表面粗糙度是(shi)否符(fu)合客戶(hu)要求。如果沒有，就必須(xu)重(zhong)做。

激光熔覆的工藝特點如下:

1. 涂層(ceng)結(jie)構均(jun)勻(yun)，涂層(ceng)精細，不良率(lv)低。

2. 涂層硬度高(gao)，硬度可達50 ~ 62HRC，具有優異的耐(nai)磨性(xing)和耐(nai)腐蝕性(xing)。

3.涂層與基體采用冶金結(jie)合，結(jie)合強度(du)高。

4. 根據不同條件(jian)，涂層厚度可達0 ~ 10mm。

5. 涂層(ceng)材(cai)料可以(yi)是金(jin)屬(shu)和合金(jin)或金(jin)屬(shu)陶瓷(ci)。

6. 基體材料是各種鋼和鑄鐵，也可以(yi)是其他金(jin)屬和合金(jin)。

7. 可形成(cheng)底層(ceng)(ceng)、中層(ceng)(ceng)和外層(ceng)(ceng)組(zu)成(cheng)及硬(ying)度梯度涂層(ceng)(ceng)。

8. 基(ji)體熱影(ying)響面積小(xiao)，熱變(bian)形小(xiao)。

其優點是(shi)稀(xi)釋率(lv)低(di);它(ta)對基(ji)(ji)體的(de)熱影響不大。與(yu)基(ji)(ji)體表(biao)面(mian)冶金結合(he)，結合(he)強度95%以上;熔覆層和基(ji)(ji)體均勻，無(wu)粗鑄組織。熔覆層及其界(jie)面(mian)結構良(liang)好，晶粒較細。無(wu)空洞、夾(jia)雜裂紋等缺陷(xian);在(zai)激(ji)光(guang)加工(gong)過程中，基(ji)(ji)體材(cai)料表(biao)面(mian)僅(jin)發(fa)生微熔，激(ji)光(guang)加工(gong)后無(wu)熱變形。熔覆層與(yu)基(ji)(ji)體具有良(liang)好的(de)潤濕性能(neng)，結合(he)強度高，易于實現(xian)自動化。