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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

激光熔覆技術(shu)在21世紀是(shi)一(yi)個新(xin)開發的(de)一(yi)種表(biao)面(mian)處(chu)理(li)技術(shu),它(ta)的(de)基本原理(li)是(shi)破(po)壞磨具(ju)(ju)磨削(xue)后工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)磨削(xue)工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉末(mo)均勻坑后,利用高能量密度的(de)激光束是(shi)基層(ceng)表(biao)面(mian)合金(jin)(jin)(jin)鍍(du)層(ceng)具(ju)(ju)有不同襯底材(cai)(cai)料成分(fen)和性能的(de)合金(jin)(jin)(jin)層(ceng)。涂層(ceng)材(cai)(cai)料與母材(cai)(cai)表(biao)面(mian)形成完整的(de)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)聯合體(ti)，這個工(gong)藝主要(yao)適用于(yu)模具(ju)(ju)、齒輪、軸承(cheng)、輪轂、發動(dong)機、化(hua)工(gong)和冶(ye)金(jin)(jin)(jin)等。激光處(chu)理(li)技術(shu)還(huan)包括激光淬(cui)火和激光強化(hua)技術(shu)，它(ta)的(de)成功(gong)開發極大地提高了模具(ju)(ju)和金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)件(jian)的(de)使用壽命和產(chan)品質量，在國(guo)民經濟的(de)各個部門中占有越來越重要(yao)的(de)地位。

相關研(yan)究(jiu)人員(yuan),帶頭(tou)超高(gao)(gao)速度激光熔覆技術引入中(zhong)國市場,與研(yan)究(jiu)機構緊密合作進(jin)行超快激光熔覆技術產業化(hua)升級,不斷(duan)提高(gao)(gao)技術水平,促進(jin)其核心組件的(de)(de)功能,如輸(shu)送粉(fen)末(mo)噴嘴耐久性、粉(fen)末(mo)利用率、送粉(fen)精度等。在原有(you)高(gao)(gao)精度同軸送粉(fen)噴嘴的(de)(de)基礎上，正式推(tui)出了高(gao)(gao)效(xiao)、高(gao)(gao)匯聚性的(de)(de)送粉(fen)噴嘴。給粉(fen)效(xiao)率可達5kg/hr以(yi)上，粉(fen)末(mo)利用率達95%。特殊的(de)(de)模(mo)塊化(hua)設計大(da)大(da)降低了使用成(cheng)本，使得丟(diu)失部件的(de)(de)更(geng)換極其簡(jian)單，保證(zheng)了過程的(de)(de)重(zhong)復性。噴嘴大(da)小也可根(gen)據維(wei)護位置(zhi)靈活調(diao)整。新研(yan)制的(de)(de)超高(gao)(gao)速激光熔覆加工頭(tou)，通(tong)過設計特殊的(de)(de)光路調(diao)節系(xi)統，實(shi)現光與粉(fen)末(mo)在空間的(de)(de)理(li)想相互作用，使粉(fen)末(mo)熔化(hua)更(geng)加穩定，能量利用更(geng)加高(gao)(gao)效(xiao)。

激光熔(rong)覆因其嚴(yan)重的環境污染和缺乏耐磨性，已成為(wei)取(qu)代(dai)電(dian)鍍(du)硬鉻(ge)(ge)(ge)的主(zhu)要方(fang)(fang)法(fa)之一。激光熔(rong)覆技術在(zai)鍍(du)層厚度、耐磨性、耐腐蝕性等(deng)方(fang)(fang)面優于電(dian)鍍(du)硬鉻(ge)(ge)(ge)層。是取(qu)代(dai)電(dian)鍍(du)硬鉻(ge)(ge)(ge)層的首(shou)選工藝。

激光熔覆工藝

激光熔覆技術(shu)的基(ji)本(ben)工藝流程應用(yong)在模(mo)具(ju)(ju)領域如下(xia)(xia):模(mo)具(ju)(ju)表(biao)面檢查和維護計劃確認→模(mo)具(ju)(ju)表(biao)面油清洗→選擇合(he)理的涂(tu)料(liao)和工藝參(can)數根(gen)據硬度要求(qiu)→包覆處理→模(mo)具(ju)(ju)表(biao)面修復治療(liao)后,交貨前(qian)檢驗(yan)。各(ge)工序的步驟及注意事項如下(xia)(xia):

1. 模具表面(mian)檢查和維護計劃確認

檢查模具是否(fou)有裂紋(wen)、應變、凹坑，待處理部位(wei)是否(fou)為平面或R角(jiao)，根據不同問題確定修復方案(an)，對待處理部位(wei)進行適當打磨。

2. 清潔模具表面的(de)油脂

用清洗(xi)液清洗(xi)，去除氧化(hua)皮、油(you)污、油(you)脂、油(you)漆(qi)等，提(ti)高表(biao)面包覆效果。

3.根據硬度要求選擇合(he)理(li)的(de)涂層和工(gong)藝(yi)參數

根據維(wei)修計劃和客(ke)戶要求，選擇合適的功率、焦距、色斑(ban)和涂料(如鑄鐵(tie)用鐵(tie)粉)。

4. 包覆處理

涂層均勻鋪(pu)展在設備(bei)上(shang)后，激光發出激光束，通過(guo)內透鏡折射激光束作用于被加工表面，使(shi)涂層與基體材料表面形(xing)成完(wan)整的(de)冶金結(jie)合。

5. 模(mo)具表面處理后修復

金屬化(hua)表(biao)面(mian)由鉗工拋光(guang)(guang)、拋光(guang)(guang)，確保模具(ju)間隙和表(biao)面(mian)粗糙度滿足(zu)要(yao)求(qiu)。

6. 發貨前檢查

測試(shi)處(chu)理后的(de)硬度(du)和(he)表(biao)面粗(cu)糙(cao)度(du)是否符合客戶要求。如果沒(mei)有，就必須重做。

激光熔覆的工藝特點如下:

1. 涂層結構均(jun)勻，涂層精細，不良(liang)率低。

2. 涂層硬(ying)度高，硬(ying)度可達50 ~ 62HRC，具有優異的耐磨性和耐腐蝕性。

3.涂層與(yu)基體采用(yong)冶(ye)金結合，結合強度高(gao)。

4. 根據不同條件，涂層厚度可(ke)達(da)0 ~ 10mm。

5. 涂層(ceng)材料可(ke)以(yi)是金屬和合金或金屬陶(tao)瓷(ci)。

6. 基體材料是(shi)各種鋼(gang)和鑄鐵(tie)，也可以(yi)是(shi)其他金(jin)屬和合金(jin)。

7. 可形成(cheng)底層(ceng)、中(zhong)層(ceng)和(he)外層(ceng)組成(cheng)及硬度梯度涂層(ceng)。

8. 基體(ti)熱(re)影響面積(ji)小，熱(re)變形小。

其優點(dian)是(shi)稀釋率低;它對基(ji)(ji)體(ti)的熱(re)影響不大。與(yu)基(ji)(ji)體(ti)表(biao)面(mian)冶金結合，結合強(qiang)(qiang)度(du)(du)95%以上;熔覆(fu)層(ceng)和(he)基(ji)(ji)體(ti)均勻，無(wu)粗鑄組織(zhi)。熔覆(fu)層(ceng)及其界(jie)面(mian)結構(gou)良好，晶粒較細。無(wu)空洞、夾雜裂紋等缺陷;在激(ji)光加工過程中，基(ji)(ji)體(ti)材料表(biao)面(mian)僅(jin)發(fa)生微熔，激(ji)光加工后無(wu)熱(re)變形(xing)。熔覆(fu)層(ceng)與(yu)基(ji)(ji)體(ti)具有良好的潤濕性能，結合強(qiang)(qiang)度(du)(du)高，易于實現自動化。