專利名稱：一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光熔覆修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
激光熔覆技術(shù)是一項新興、迅猛發(fā)展的技術(shù)，它是在高能量密度激光束照射下，基體表面一薄層與根據(jù)需要加入的材料(合金粉末、絲材、片狀材料)同時熔化，形成厚度為 10 1000 μ m表面熔化層，快速凝固以滿足某一特殊性能要求的工藝方法，是集激光加熱熔化、熔池中元素擴散、相變作用及快速凝固成型等多學(xué)科交叉的一門新技術(shù)用前景的技術(shù)之一。利用該技術(shù)可以在低成本基體上制備出耐磨、耐蝕、耐高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、等多種特殊性能的表面強化層。激光熔覆技術(shù)的特點是熱量輸入少，對基體作用的熱影響區(qū)較小，避免修復(fù)后工件產(chǎn)生大的變形以及殘余應(yīng)力的產(chǎn)生；稀釋率非常小，僅基體表面一層熔化，降低母材對熔覆材料的稀釋作用；易于實現(xiàn)精確控制，表面成形質(zhì)量較好。蛇皮紋模具在使用中會受到?jīng)_擊、摩擦磨損、腐蝕等作用，在模具表面出現(xiàn)劃痕和孔洞。采用以往的電弧堆焊熱量輸入大模具變形較大，冷焊修復(fù)在時在修復(fù)的邊緣容易出現(xiàn)咬邊，熱噴涂方法修復(fù)面的結(jié)合強度不足，使用中易脫落，這些方法都無法保證模具表面蛇皮紋的完整、平滑過渡。蛇皮紋的用途是為了澆鑄出的工件表面具有花紋增強防滑和美觀的功能，一套新模具的蛇皮紋要耗用大量的手工勞動和時間，而經(jīng)過激光熔覆修復(fù)的模具可以與新模具一樣可以繼續(xù)使用。蛇皮紋修復(fù)的難點在于實現(xiàn)修復(fù)區(qū)與未修復(fù)區(qū)之間紋理的平滑連接，使用本方法控制好熔覆層的成形質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法，可以使修復(fù)區(qū)的蛇皮紋與周圍蛇皮紋實現(xiàn)平滑、完整的連接。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 本發(fā)明包括如下工藝步驟
1.把模具固定在工作臺上，打磨模具磨損處表面的氧化層，并修整成規(guī)則的幾何形狀， 用丙酮清洗待熔覆區(qū)域；
2.根據(jù)熔覆的位置編寫機床程序，設(shè)定工藝參數(shù)，啟動激光器用熔覆材料進行熔覆；
3.冷卻后進行著色檢查是否有裂紋缺陷，合格后將熔覆層磨平；
4.在磨平的熔覆層表面重新生成蛇紋皮。其中所述的工藝參數(shù)激光功率為2 4kw，掃描速度為80 200mm/min，光斑直徑為1 3mm。所述的激光器為半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、YAG激光器或C02激光器。所述的熔覆材料為絲材。所述的模具為小的點損傷時，采用點動送絲熔覆；對于大范圍的損傷采用連續(xù)送絲熔覆并進行多道搭接，搭接率為30%-50%。本發(fā)明的有益效果是使用本發(fā)明激光熔覆的方法修復(fù)帶有蛇皮紋的模具，選用與模具材質(zhì)相近的絲材作為熔覆材料，確保熔覆區(qū)與未熔覆區(qū)硬度分布均勻，而且生成的蛇紋效果一樣。激光熔覆后模具變形小，熔覆過程中沒有飛濺，對其它區(qū)域的蛇皮紋沒有影響，激光熔覆絲材填充受損區(qū)可以控制好熔覆層的厚度。延長了模具的使用壽命，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益降低了生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明激光熔覆修復(fù)示意圖。圖2為方向盤模具示意圖。圖中1.激光器聚焦頭，2.模具，3.熔覆用的絲材，4.工作臺，5.方向盤模具， 6.點磨損處，7.線磨損處。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。實施例1 如圖1、圖2所示，本例需修復(fù)的方向盤模具5為點磨損，激光器采用(X)2 激光器，具體修復(fù)步驟如下
1、把方向盤模具5固定在工作臺4上，用電摩將點磨損處6表面的氧化層打磨掉，并修整成規(guī)則的圓孔形狀，用丙酮清洗表面；
2、將熔覆用的絲材3預(yù)先輸入到小孔上方，確定好絲材3的長度，調(diào)整好激光器聚焦頭 1的位置，調(diào)節(jié)光斑的大小以及光斑中心位于孔的中心處；
3、設(shè)定好工藝參數(shù)激光功率P=4KW，光斑直徑D=3mm，激光作用時間T=ls。4、打開激光光閘進行熔覆，待熔覆區(qū)冷卻后，噴涂著色劑檢查是否有缺陷，磨平到預(yù)留尺寸，通過化學(xué)方法生成蛇皮紋。實施例2:如圖1、2所示，本例需修復(fù)的方向盤模具5為線磨損，激光器采用光纖激光器，具體修復(fù)步驟如下
1、把方向盤模具5固定在工作臺4上，用電摩將線磨損處7表面的氧化層打磨掉，并修整成規(guī)則的直線形狀，用丙酮清洗表面；
2、測量掃描直線的長度，設(shè)定掃描的起止點，編好機床程序，采用同步送絲的方式進行熔覆；
3、設(shè)定好工藝參數(shù)激光功率P=3KW，光斑直徑D=2mm，掃描速度為lOOmm/min，送絲3 的速度為100mm/min ；
4、調(diào)整好激光器聚焦頭1的位置，打開程序進行熔覆，對于比較大范圍的修復(fù)區(qū)，可以采用多道搭接的方式熔覆，搭接率為40%左右；
5、待熔覆區(qū)冷卻后，噴涂著色劑檢查是否有缺陷，磨平到預(yù)留尺寸，通過化學(xué)方法生成蛇皮紋。實施例3 如圖1、2所示，本例需修復(fù)的模具2既有點磨損，又有線磨損，激光器采用YAG激光器，具體修復(fù)步驟如下
1、把模具2固定在工作臺上，打磨模具2磨損處表面的氧化層，并修整成規(guī)則的幾何形狀，用丙酮清洗待熔覆區(qū)域；2、根據(jù)熔覆的位置編寫機床程序，設(shè)定工藝參數(shù)激光功率為2 4kw，掃描速度為 80 200mm/min，光斑直徑為1 3mm，啟動激光器用熔覆材料進行熔覆；
3、冷卻后進行著色檢查是否有裂紋缺陷，合格后將熔覆層磨平；
4、在磨平的熔覆層表面重新生成蛇紋皮。 本發(fā)明中所述的激光器為半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、YAG激光器或CO2激光器。 熔覆材料為絲材。
權(quán)利要求
1.一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法，其特征在于包括如下工藝步驟 把模具固定在工作臺上，打磨模具磨損處表面的氧化層，并修整成規(guī)則的幾何形狀，用丙酮清洗待熔覆區(qū)域；根據(jù)熔覆的位置編寫機床程序，設(shè)定工藝參數(shù)，啟動激光器用熔覆材料進行熔覆； 冷卻后進行著色檢查是否有裂紋缺陷，合格后將熔覆層磨平； 在磨平的熔覆層表面重新生成蛇紋皮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法，其特征在于所述的工藝參數(shù)激光功率為2 4kw，掃描速度為80 200mm/min，光斑直徑為1 3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法，其特征在于所述的激光器為半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、YAG激光器或C02激光器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法，其特征在于所述的熔覆材料為絲材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法，其特征在于所述的模具為小的點損傷時，采用點動送絲熔覆；對于大范圍的損傷采用連續(xù)送絲熔覆并進行多道搭接，搭接率為30%-50。/0。
全文摘要
一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復(fù)方法，其特征在于包括如下工藝步驟把模具固定在工作臺上，打磨模具磨損處表面的氧化層，并修整成規(guī)則的幾何形狀，用丙酮清洗待熔覆區(qū)域；根據(jù)熔覆的位置編寫機床程序，設(shè)定工藝參數(shù)，啟動激光器用熔覆材料進行熔覆；冷卻后進行著色檢查是否有裂紋缺陷，合格后將熔覆層磨平；在磨平的熔覆層表面重新生成蛇紋皮。本發(fā)明選用與模具材質(zhì)相近的絲材作為熔覆材料，確保熔覆區(qū)與未熔覆區(qū)硬度分布均勻，且生成的蛇紋效果一樣。激光熔覆后模具變形小，熔覆過程中沒有飛濺，對其它區(qū)域的蛇皮紋沒有影響，激光熔覆絲材填充受損區(qū)可以控制好熔覆層的厚度。延長了模具的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C23C24/10GK102465293SQ20101054184
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者于恩洪, 張翼飛, 徐國建, 殷德洋, 邢飛 申請人:沈陽新松機器人自動化股份有限公司