專利名稱：：高合金冷作模具快速焊補修復再制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種針對冷作模具簡便有效的焊補修復再制造的工藝技術和方法，屬高合金冷作模具鋼
技術領域：
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背景技術：
：由于制造企業(yè)中冷作模具易發(fā)生崩角、磨損、尺寸變形、開裂等失效，開備模新模代替失效模具的費用巨大且生產周期長，故希望以焊接這一簡便有效的手段來維修失效模具。但是如今多數冷作模具采用高合金鋼，高碳當量限制了常規(guī)焊絲焊接方法。所以需要開發(fā)專門的焊補修復再制造技術，解決企業(yè)面臨的高合金冷作模具鋼維修難題，從而縮減冷作模具維修成本提高模具使用壽命。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種簡便有效的針對常用高合金冷作模具鋼的焊補修復再制造的工藝方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.待修復模具的預熱將待修復在焊補前在300-37(TC下預熱保溫12小時，以蒸發(fā)掉油漬并避免模具焊補時開裂；b.焊絲選用對模具普通硬面刀口采用2號焊絲薄層打底后1號焊絲堆焊刀口形面；成形模尺寸修復采用3號焊絲；斷裂模具粘結修復時內部采用2號焊絲連接并在表層用1號焊絲制造硬面；特殊高硬度高韌性要求的硬面刀口堆焊采用4號焊絲；焊絲編號及成分如下表所示煌絲化學成分(wty。)cSiMnCrMoVWNiFel號0.2-0.42.3-2.60.3-0.47.4-7.8<0.4<0.3—<0.1余量2號<0.10.3-0.41.2-1.423.0-25.0<0.02<0.05一6.5-7.5余里3號0.2-0.40.7-0.90.3-0.44.4-4.61.3-1.50.2-0.31.1-1.3<0.05余量4號0.6-0.80.4-0.50.2-0.44.0-4.33.9-4.31.3-1.44.4-4.6<0.1余量c.確定電流參數采用鎢極氬弧焊機，使用高頻電流100-150安培；靠近模具表面堆焊時設定偏低電流，遠離模具堆焊時設定偏高電流；d.焊后熱處理堆焊過程控制在25-30分鐘內，完成后先讓焊縫空冷5-10分鐘；然后進行300-37(TC保溫2-3小時的焊后熱處理，以釋放焊接熱應力，防止使用過程中應力集中而開裂；同時使堆焊層進行回火處理從而提高韌性。本發(fā)明中所述的高合金冷作模具其鋼種合金成分如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明方法適用于經過淬火回火的Crl2，Crl2MoV(SKD11)，Crl2MolVl(D2)，Cr8Mo2SiV(DC53)等常用高合金冷作模具鋼。本發(fā)明中各編號焊絲的特性特點及其選用根據如下所述1號焊絲適用于制作硬面刀口的焊絲，碳含量是影響焊接性的主要因素，因此焊絲碳含量遠低于基體，得到了低的碳當量并保證了良好的焊接性。為了達到足夠的硬度，加入較高含量的Si和一定量的Mn起到固溶強化作用，并且在焊絲凝固過程中脫氧。大量的Cr可以形成碳化物強化焊縫基體；Mo和V的少量加入改善了堆焊層強度和沖擊韌性。2號焊絲主要起粘結基體和硬面刀口的作用。含大量的Cr和Ni使焊絲成為降溫過程中不發(fā)生相變的奧氏體。碳含量非常低且強化相元素只有Mn和少量的Si，使得焊后硬度遠低于冷作模具鋼要求，但是粘結性很好，適用于打底層或粘結斷裂模具。3號焊絲適用于修復成形面的焊絲。碳含量與1號焊絲接近，Si和Cr含量降低明顯，但是添加了W形成硬質碳化鎢可以增加焊縫的強度和耐磨性，并且適當提高了Mo含量進一步改善強度和韌性。4號焊絲進一步增加C、W的含量，大大提高焊縫硬度和耐磨性，并且通過Mo、V的增加保證焊縫的韌性，性能比1號和3號焊絲都好，適用于性能要求高的焊補修復場合。本發(fā)明的優(yōu)點和效果通過焊前預熱保溫以及焊后熱處理，釋放熱影響區(qū)的熱應力，減小熱影響區(qū)對模具的不利影響，保護模具焊后使用過程中不開裂；選取合適的焊絲以及焊絲搭配使得焊縫性能優(yōu)異；高頻高電流縮短焊補時間增加堆焊層冷速提高效率。具體實施例方式現將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。實施例1:本例中所修補的老化模具是經104(TC淬火21(TC保溫2小時回火2次的Crl2MoV切邊冷作模具，該模具經過多次修補并便用次數在二十萬次以上，切邊刀口有兩個崩角和多處裂紋且尺寸變形。采用本發(fā)明的焊補修復再制造技術對其進行下述處理。本實施例中采用的焊補修復再制造技術的操作步驟如下(a)焊補前預熱溫度及保溫時間首先將Crl2MoV模具刀口崩角、裂紋和尺寸塌陷部位打磨成平整的堆焊坡口。老化嚴重的Crl2MoV冷作模具內部有大量隱性微裂紋并且模具表面的微裂紋中含有油漬，故預熱溫度選擇較高的37(TC并保溫2小時，起到保護模具避免焊補時的意外開裂、蒸發(fā)油漬清潔待堆焊坡口以及提高焊縫質量的作用。(b)電流參數的設定電流參數設定為高頻電流，高的電流峰值可以加快焊絲的熔化和熔池的形成，并且實際鎢極平均電流只有顯示電流的一半，不會使模具受過高電流而發(fā)生高溫回火軟化脆化現象。堆焊時在熔化焊絲和產生熔池的條件下使模具表面受到電流的熱影響盡量小。并且堆焊2號焊絲時設定高頻100安培的偏低電流以減小對基體模具熱影響，而堆焊1號焊絲時設定高頻150安培的偏高電流增加刀口堆焊層的冷卻速度，從而增加馬氏體含量并提高硬度。(c)焊絲的使用首先用粘結性好的2號焊絲在待焊平面上堆焊一層起到粘結基體與硬面堆焊層的作用；在其冷卻過程中用錘子敲擊2號焊絲堆焊層使其致密；然后將1號焊絲在2號焊絲堆焊層上繼續(xù)堆焊2-3層作為硬面刀口；完成后用錘子敲打堆焊層使組織致密，并讓堆焊層空冷5分鐘形成馬氏體。(d)焊后熱處理整個焊補過程在25分鐘內完成以防止焊縫降溫過程中過度收縮使模具開裂；然后進行37(TC保溫2小時的熱處理，使得焊接熱應力釋放從而防止模具使用過程中應力集中而開裂，并使堆焊層進行回火處理從而提高韌性。(e)切邊刀口加工將堆焊層多余部分切削加工成需要的刀口形狀及尺寸，這樣通過上述焊補修復技術再制造了一塊可繼續(xù)使用的Crl2MoV切邊冷作模具。最后通過上述方法焊補修復再制造的Crl2MoV切邊冷作模具，堆焊刀口硬度達到58-60HRC，與新模的刀口硬度相當；并且在實際生產中完成了一批次(兩萬件)汽車零件的剪切任務未出現開裂、崩角、磨損形變等失效，零件質量與新模具生產的相同。實施例2:本例中所修補的成形模具是經過103(TC油淬后20(TC保溫2小時回火2次的DC53冷作模具鋼，經過多次修補使用次數超過十萬次，成形面有多處裂紋、塌陷和尺寸變形等失效。采用本發(fā)明的焊補修復再制造技術對其進行下述處理。本實施例中采用的焊補修復再制造技術的操作步驟如下(a)焊補前預熱溫度及保溫時間首先將DC53模具表面裂紋和尺寸不足的部位打磨成平整的堆焊坡口，預熱溫度選擇適中的35(TC并保溫2小時，起到保護模具避免焊補時的意外開裂、蒸發(fā)油漬清潔待堆焊坡口以及提高焊縫質量的作用。(b)電流參數的設定因為需要直接在原始失效的DC53模具表面堆焊，故設定較低的高頻電流120安培，堆焊時在熔化焊絲和產生熔池的條件下使模具表面受到的熱影響盡量小。(c)焊絲的選用選用3號焊絲直接堆焊在裂紋坡口以及成形面尺寸塌陷部位，堆焊完成后用錘子敲打堆焊層使組織致密，并讓堆焊層空冷5分鐘形成馬氏體。(d)焊后熱處理整個焊補過程在25分鐘內完成以防止模具降溫過程中受焊接熱影響而開裂；然后進行37(TC保溫2小時的焊后熱處理，使得焊接熱應力釋放從而防止模具使用過程中應力集中而開裂，并使堆焊層進行回火處理從而提高韌性。(e)成形面加工將堆焊層多余部分磨削加工成需要的成形面尺寸，這樣通過上述焊補修復技術再制造了一塊可繼續(xù)使用的DC53成型冷作模具。最后通過上述方法焊補修復再制造的DC53成形冷作模具，堆焊刀口硬度達到59-61HRC，與新的成型模具表面硬度相當；并且在實際生產中完成了一批次(兩萬件)汽車零件的成形生產任務未出現開裂、磨損和塌陷形變等失效，產品質量與新模具生產的相同。權利要求一種高合金冷作模具快速焊補修復再制造方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.待修復模具的預熱將待修復在焊補前在300-370℃下預熱保溫1～2小時，以蒸發(fā)掉油漬并避免模具焊補時開裂；b.焊絲選用對模具普通硬面刀口采用2號焊絲薄層打底后1號焊絲堆焊刀口形面；成形模尺寸修復采用3號焊絲；斷裂模具粘結修復時內部采用2號焊絲連接并在表層用1號焊絲制造硬面；特殊高硬度高韌性要求的硬面刀口堆焊采用4號焊絲；焊絲編號及成分如下表所示c.確定電流參數采用鎢極氬弧焊機，使用高頻電流100-150安培；靠近模具表面堆焊時設定偏低電流，遠離模具堆焊時設定偏高電流；d.焊后熱處理堆焊過程控制在25-30分鐘內，完成后先讓焊縫空冷5-10分鐘；然后進行300-370℃保溫2-3小時的焊后熱處理，以釋放焊接熱應力，防止使用過程中應力集中而開裂；同時使堆焊層進行回火處理從而提高韌性。2.如權利要求1所述的一種高合金冷作模具快速焊補修復再制造方法，其特征在于所述高合金冷作模具其鋼種合金成分如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>全文摘要本發(fā)明涉及一種針對冷作模具簡便有效的焊補修復再制造的工藝技術和方法，屬高合金冷作模具鋼
技術領域：
。本發(fā)明方法主要是通過對待修復模具焊補前的預熱處理，選用特定的焊絲，焊接高頻電流的確定，以及焊后熱處理等工藝步驟，使失效的冷作模具上堆焊出符合要求的硬面刀口或成型形面，使失效模具再次工作幾萬次以上的沖壓任務。本發(fā)明方法解決了高合金鋼碳當量高不易焊接的難題，將生產廠失效模具經焊補修復后重新利用，可提高模具使用壽命，縮減模具維修成本并提高生產效率。文檔編號B23P6/00GK101733512SQ20091019954公開日2010年6月16日申請日期2009年11月26日優(yōu)先權日2009年11月26日發(fā)明者吳曉春,姚關霖,孫文娟,曹韻牧,鄔天榮,陶立民,馬棟柱申請人:上海大學