激光熔覆技术在锻模修复上的应用

热作模具的主要失效形式是工作部位坍塌、磨损、热疲劳裂纹及断裂，其中80%以上的模具失效是热疲劳裂纹所致。裂纹如果不及时处理，会快速发展，最终导致模具断裂。锻锤模是热作模具的一种，出现裂纹后通常采用堆焊方法修复。这种方法成本低廉、应用广泛，但存在一些固有的缺点：热影响区大，组织应力大，畸变量大甚至开裂；堆焊层组织致密性差，易出现气孔；模具修复后使用寿命较短。

 

       作为金属表面涂层的一项新技术，激光熔覆近年来在国内外发展迅速。相对而言，激光熔覆技术具有热影响区小、控制精确、熔覆组织性能好等优点。另外，激光熔覆通过激光与合金粉末同步作用于金属表面，可形成冶金结合层，能显着提高金属表面的耐磨性、耐蚀性、耐热性和抗氧化性。

 

 

       激光熔覆前需对待熔覆区域进行彻底清洁，避免油漆、污物残存、并用丙酮进行除油处理。在熔覆过程中，需始终通有足量的惰性气体，以避免熔覆层氧化几其他有害气体渗入。最后成型的熔覆层须未夹杂杂物、无气孔、裂纹等缺陷。

 

       熔覆合金粉的种类众多，性能多样，要针对模具的失效部位和失效形式及技术要求选择合适的熔覆粉末。热锻模硬度一般为40HRC以下，失效形式主要是模腔根部热疲劳裂纹和尺寸磨损超差，熔覆粉末需热疲劳性能好，并具有一定的耐磨、耐蚀性能。可采用铁基不锈钢合金粉，修复根部；硬度在60HRC以上的合金粉末修复锻模桥部，钴基合金粉修复桥部堆塌。

 

 

       针对沟槽形貌，在熔覆沟槽底部时，可采用较低的熔覆功率和送粉率，而在沟槽上部，需较高的功率和较大的送粉率，可以在保证激光熔覆质量的前提下提高效率。

 

 

       实际返修投产后，采用激光熔覆技术可大幅度提高锻模的使用寿命，使模具服役周期延长达4倍以上。该技术除了用于热锻模的修复外，还可以广泛应用于耐磨耐蚀的快速制造、耐磨件的表面改性、各种失效件的修复以及高性能复合材料零件等，其市场潜力巨大，经济效益非常可观，具有十分广阔的应用和推广前景。

 

 

       亚琛联合科技（天津）有限公司，作为重点项目落地于天津经济技术开发区，为企业提供激光制造产业化技术的全生产链解决方案。公司与本土激光技术、先进制造领域的高端企业建立紧密研发联盟，面向全球市场开展激光制造技术的研发、制造、咨询等服务。亚琛联合科技（天津）有限公司专业领域涵盖激光熔覆、激光增材制造、激光修复、激光焊接、激光微纳加工工业4.0智能制造应用技术及其建设规划。希望与国内企业、高校及研究机构在共同研发、技术成果转化方面建立全面合作。