激光熔覆合金技术在模具修复中的应用.pdf

2010年11月润滑与密封NOV．2010
第35卷第11期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．35No．1l

DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．11．023
激光熔覆合金技术在模具修复中的应用

马向东雷雨刘睿
(中国矿业大学(北京)材料系北京100083)

摘要：采用激光熔覆对冷作模具进行修复。基于Crl2冷作模具钢的组织和性能特点，对Crl2模具钢分别采用铁基
和镍基两类自熔性合金粉末进行激光熔覆试验，分析合金熔覆层的组织结构、硬度和耐磨性能。结果表昵，熔覆层与基
体之间实现很好的冶金结合，在于摩擦磨损条件下，组织较为均匀、韧性较好的Fe901铁基激光熔覆合金的耐磨性比较
高。采用Fe901铁基合金对实际失效模具进行修复，取得良好的效果。
关键词：Crl2；模具修复；激光熔覆；耐磨性
中图分类号：TG14文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)l1—098—4

TheApplicationofLaserCladdingTechniqueinDiesRepairing
MaXiangdongLeiYuLiuRui
(MaterialScienceandEngineeringDepartment，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China)
Abstract：Coldworkingdiewasrepairedbylasercladdingtechnique．AccordingtothepropertiesofCrl2coldworking
steel，theexperimentsoflasercladdingNi—basedandIron—basedalloypowderonthesurfaceofCrl2steelwerecarriedout．
Themicro—hardnessandmicrostructureofthecoatingswereanalyzed，thewearresistanceWBScompared．Experimentalre—

suhsshowthatexcellentmetallurgicalbondingcanbeobtainedbetweencladdingcoatingandsubstrate，andtheFe901la-
setcladdingalloyhasexcellentwearresistance．ThefailureCrl2dieswererepairedbylasercladdingandexcellentrepai—

ringqualitywasobtained．

Keywords：Crl2；dierepairing；lasercladding；wearresistance

模具的种类繁多，工作状况复杂多样，所用材料的硬度主要由含碳量决定，含碳量越高硬度越高，钢
和加工处理工艺也不尽相同，从而导致了模具的失效中析出的碳化物颗粒越多。Crl2钢在凝固过程中，
形式也是多种多样。模具作为加工其他制品的工具，由于成分偏析，使含有较高碳和合金元素的钢内出现
其材料选择、设计、加工、处理等一般都有较高的要共晶碳化物，Crl2钢铸态的共晶碳化物呈树枝状分布
求，这也就造成了模具的价格一般较高，尤其是大型于钢的基体中，它在热加工过程中随着变形延伸成为
复杂精密模具。模具一旦失效，如果重新制造则很可带状分布，在模具加工和使用时容易出现开裂，普
能费时费力，严重影响生产，造成大量损失和浪费。通电弧堆焊修复难度很大。
所以，对模具进行表面处理提高其使用寿命和对失效1试验材料和方法
模具进行高效可靠的修复是很有经济价值和社会价值1．1激光熔覆方法
的。目前在模具修复中常用的表面技术有堆焊修复技熔覆材料选用合金粉末Ni45、Fe310和FegO1，
术、热喷涂和热喷焊修复技术、电刷镀修复技术、激粒度为140～320目，主要成分如表1所示。本研究
光熔覆修复技术和电火花修复技术。采用激光熔覆技作者主要目的是为了将试验结果应用于生产实际，用
术修复模具，根据熔覆的金属材料的不同，可使修复来修复一些冷冲裁的失效模具，Crl2原始材料(热
后的模具具有比原来模具更优异的表面硬度、耐磨轧退火)硬度约为HRC20。首先对试验用基材Crl2
性、红硬性、抗冷热疲劳等性能。激光熔覆修复模具模具钢进行热处理，980oC淬火，400oC回火6h，硬
的主要特点有：加热和冷却速度快，畸变较小，热影度为HRC58，达到一般模具使用要求。然后对基体
响区小，修复层与基体结合强度高等--。用砂纸去锈，用丙酮清洗干净，对熔覆面进行喷沙处
本研究作者以Crl2钢为基体进行试验研究。钢理