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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

激光(guang)熔覆技術(shu)在(zai)(zai)21世紀是一(yi)個新開發(fa)的(de)(de)(de)一(yi)種表面處理技術(shu),它(ta)的(de)(de)(de)基(ji)本原(yuan)理是破壞磨具(ju)磨削后工(gong)件(jian)表面磨削工(gong)件(jian)表面的(de)(de)(de)金屬粉末均勻坑后,利用高(gao)能量密度的(de)(de)(de)激光(guang)束是基(ji)層(ceng)表面合金鍍層(ceng)具(ju)有不同襯底(di)材料成分(fen)和(he)性能的(de)(de)(de)合金層(ceng)。涂(tu)層(ceng)材料與(yu)母(mu)材表面形(xing)成完整(zheng)的(de)(de)(de)冶(ye)金聯合體(ti)，這個工(gong)藝主要適用于(yu)模具(ju)、齒(chi)輪、軸(zhou)承、輪轂、發(fa)動機、化工(gong)和(he)冶(ye)金等。激光(guang)處理技術(shu)還包括激光(guang)淬火和(he)激光(guang)強化技術(shu)，它(ta)的(de)(de)(de)成功開發(fa)極大(da)地提(ti)高(gao)了(le)模具(ju)和(he)金屬件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命和(he)產品(pin)質(zhi)量，在(zai)(zai)國(guo)民經濟的(de)(de)(de)各個部(bu)門中占有越(yue)來越(yue)重(zhong)要的(de)(de)(de)地位。

相關研(yan)究(jiu)人員,帶頭超高(gao)(gao)速度激光(guang)(guang)(guang)熔覆技(ji)術引入中(zhong)國市場,與研(yan)究(jiu)機構緊(jin)密合作(zuo)進行超快激光(guang)(guang)(guang)熔覆技(ji)術產業化(hua)升級,不(bu)斷提高(gao)(gao)技(ji)術水平(ping),促進其核心組件的(de)功(gong)能(neng),如輸送粉(fen)末噴(pen)嘴耐久性(xing)、粉(fen)末利(li)用(yong)(yong)率、送粉(fen)精(jing)度等。在(zai)原(yuan)有(you)高(gao)(gao)精(jing)度同(tong)軸(zhou)送粉(fen)噴(pen)嘴的(de)基礎上，正(zheng)式推出了高(gao)(gao)效(xiao)、高(gao)(gao)匯聚性(xing)的(de)送粉(fen)噴(pen)嘴。給粉(fen)效(xiao)率可達(da)5kg/hr以上，粉(fen)末利(li)用(yong)(yong)率達(da)95%。特(te)殊的(de)模塊化(hua)設計(ji)大大降(jiang)低了使(shi)用(yong)(yong)成本，使(shi)得丟失(shi)部件的(de)更(geng)換(huan)極(ji)其簡單(dan)，保證了過(guo)程的(de)重復性(xing)。噴(pen)嘴大小也可根據(ju)維護位置靈活(huo)調整(zheng)。新研(yan)制的(de)超高(gao)(gao)速激光(guang)(guang)(guang)熔覆加(jia)(jia)工頭，通過(guo)設計(ji)特(te)殊的(de)光(guang)(guang)(guang)路調節系(xi)統，實現光(guang)(guang)(guang)與粉(fen)末在(zai)空間的(de)理想相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)，使(shi)粉(fen)末熔化(hua)更(geng)加(jia)(jia)穩定(ding)，能(neng)量利(li)用(yong)(yong)更(geng)加(jia)(jia)高(gao)(gao)效(xiao)。

激(ji)光(guang)熔(rong)覆因其嚴重的環境污染和缺乏耐(nai)磨(mo)性(xing)，已(yi)成為取(qu)代(dai)電(dian)鍍硬(ying)鉻(ge)的主要方法之(zhi)一。激(ji)光(guang)熔(rong)覆技術(shu)在鍍層(ceng)厚度、耐(nai)磨(mo)性(xing)、耐(nai)腐蝕性(xing)等方面(mian)優于電(dian)鍍硬(ying)鉻(ge)層(ceng)。是(shi)取(qu)代(dai)電(dian)鍍硬(ying)鉻(ge)層(ceng)的首選工(gong)藝。

激光熔覆工藝

激光熔覆技(ji)術的(de)基(ji)本工藝流程(cheng)應用在(zai)模具領域如(ru)下:模具表面(mian)(mian)檢(jian)查和(he)(he)維(wei)護計劃確(que)認→模具表面(mian)(mian)油清洗→選擇合理(li)的(de)涂料和(he)(he)工藝參數(shu)根據硬度要求(qiu)→包覆處(chu)理(li)→模具表面(mian)(mian)修復治(zhi)療后,交貨(huo)前檢(jian)驗(yan)。各工序的(de)步驟及注意事項如(ru)下:

1. 模(mo)具表面(mian)檢查和維護計劃確認

檢(jian)查模具(ju)是否有裂紋(wen)、應(ying)變、凹(ao)坑，待處理部(bu)位(wei)是否為平面(mian)或R角，根據不同問題(ti)確定修(xiu)復方案，對待處理部(bu)位(wei)進行適(shi)當打磨。

2. 清潔模(mo)具表(biao)面的(de)油脂

用清洗(xi)液清洗(xi)，去(qu)除(chu)氧化皮、油(you)污、油(you)脂、油(you)漆(qi)等，提高表(biao)面包覆效果。

3.根據硬度要求選(xuan)擇合理的涂層(ceng)和工藝參數

根據維修計劃(hua)和客戶要求，選擇合適的功率(lv)、焦距、色斑和涂料(如鑄鐵用鐵粉)。

4. 包覆處理

涂層均勻鋪展(zhan)在設備上后，激光發(fa)出激光束，通過內透(tou)鏡折(zhe)射激光束作用(yong)于(yu)被(bei)加工表(biao)面(mian)，使涂層與(yu)基體材料表(biao)面(mian)形(xing)成完(wan)整的冶金結合。

5. 模具表面處理后(hou)修復

金屬化表(biao)面由鉗工拋(pao)光(guang)、拋(pao)光(guang)，確保模具間隙和表(biao)面粗(cu)糙度滿足要求。

6. 發貨前檢查

測(ce)試處理后的(de)硬度和表面粗糙(cao)度是否(fou)符合客(ke)戶要求。如果沒有，就必須(xu)重(zhong)做。

激光熔覆的工藝特點如下:

1. 涂(tu)層結構均勻，涂(tu)層精細，不良率低。

2. 涂(tu)層硬(ying)度(du)高(gao)，硬(ying)度(du)可達50 ~ 62HRC，具有優異的耐(nai)磨(mo)性和耐(nai)腐蝕性。

3.涂層(ceng)與基體采用冶(ye)金結(jie)合(he)，結(jie)合(he)強度高。

4. 根據不同條(tiao)件(jian)，涂(tu)層厚度可(ke)達0 ~ 10mm。

5. 涂層(ceng)材(cai)料可(ke)以是金屬(shu)和合金或金屬(shu)陶瓷。

6. 基體材料是各種鋼和鑄鐵，也可以是其他金屬和合金。

7. 可形成底層(ceng)(ceng)、中層(ceng)(ceng)和外(wai)層(ceng)(ceng)組成及(ji)硬度梯度涂層(ceng)(ceng)。

8. 基體熱影響面積小，熱變形(xing)小。

其優點是稀釋率低;它對基體(ti)的熱影響不(bu)大。與基體(ti)表面(mian)冶金(jin)結(jie)合，結(jie)合強度(du)(du)95%以上(shang);熔(rong)覆層和(he)基體(ti)均勻(yun)，無粗鑄(zhu)組織。熔(rong)覆層及(ji)其界面(mian)結(jie)構良好，晶(jing)粒較細。無空洞、夾雜裂紋等(deng)缺陷(xian);在激(ji)光(guang)(guang)加工(gong)過程中，基體(ti)材料表面(mian)僅發生微熔(rong)，激(ji)光(guang)(guang)加工(gong)后無熱變(bian)形。熔(rong)覆層與基體(ti)具有良好的潤濕性能，結(jie)合強度(du)(du)高，易于實現自動化(hua)。