47](3)、對(duì)裂紋區(qū)進(jìn)行超聲波探傷，如果依然有裂紋存在，則返回步驟(I);否則，執(zhí)行步驟⑷；
[0048](4)、用清潔劑將上述的區(qū)域清洗干凈；
[0049](5)、用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬修復(fù)，修正焊接參數(shù)，即先通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的模擬修復(fù)，根據(jù)模擬修正的結(jié)果來(lái)修正焊接參數(shù)，使用的計(jì)算機(jī)軟件是marc軟件。
[0050]￠)、采用手動(dòng)前置送絲方式，對(duì)需要修復(fù)的區(qū)域進(jìn)行多層多道手工TIG填絲修復(fù)，形成TIG修復(fù)層；
[0051](7)、對(duì)已完成的TIG修復(fù)層進(jìn)行表面清理，刷除去修復(fù)層表面氧化皮，再用清潔劑將表面清理干凈；
[0052](8)、將丙酮和活性劑粉末調(diào)和成糊狀，用扁平毛刷將其均勻涂抹在TIG修復(fù)層表面，涂層厚度0.01-0.5mm ;待涂抹的活性劑充分干燥后，進(jìn)行多道快速激光熔凝處理，直至整個(gè)TIG修復(fù)層鋪滿。如果所述活性激光熔凝工藝處理得到的強(qiáng)化層寬度小于所述TIG修復(fù)層寬度，在TIG修復(fù)層表面并排進(jìn)行多次活性激光熔凝處理，直至將整個(gè)TIG修復(fù)層鋪滿，得到本發(fā)明所述的模具裂紋手工電弧與活性激光熔凝復(fù)合修復(fù)層。
[0053]所述的手工TIG填絲工藝參數(shù)是根據(jù)模具材料、模具工況、裂紋形式、修復(fù)層應(yīng)力數(shù)值分析結(jié)果和活性激光熔凝對(duì)手工修復(fù)層表面平整度要求而制定，即下面的數(shù)據(jù)均是通過(guò)上述要求而得出；其中，用于修復(fù)鋁合金等活潑金屬模具裂紋時(shí)采用脈沖氬弧填絲工藝，具體參數(shù)為:峰值電流20?400A、基值電流20?400A、脈沖頻率2?15Hz、占空比5%?95%、弧長(zhǎng)2?15mm、鎢極伸出長(zhǎng)度2?20mm、鎢極直徑0.5?4.0mm、焊接速度10?1000mm/min、填絲角度10。?60。、氬氣流量2?10L/min，焊絲采用與母材同材料焊絲，直徑0.5?2.5mm ;用于修復(fù)熱作模具和鍛模裂紋時(shí)采用直流氬弧填絲工藝，具體參數(shù)為:電源接法直流正接、焊接電流20?300A、弧長(zhǎng)2?15mm、鎢極伸出長(zhǎng)度2?20mm、鎢極直徑0.5?4.0mm、焊接速度10?1000mm/min、填絲角度10。?60。、氬氣流量2?10L/min，焊絲米用與母材同材料焊絲，直徑0.5?2.5mm。
[0054]所述激光熔凝工藝采用的活性劑為Cr2O3活性劑、S1 2活性劑或Cr 203+Si02復(fù)合活性劑；所用激光器為YAG固體激光器，所述活性激光熔凝工藝根據(jù)手工TIG填絲修復(fù)層表面尺寸和組織性能、模具工況、產(chǎn)品表面質(zhì)量要求等方面制定，具體熔凝工藝的焊接電流30?200A、焊接速度0.1?2.5mm/s、脈寬2?15ms、頻率2?15Hz、離焦量-10?10mm、保護(hù)氣體流量2?10L/min。
[0055]以下為采用本方法的一個(gè)具體實(shí)施例:
[0056]—種Dievar材料壓鑄模具大裂紋手工TIG填絲與活性激光熔凝復(fù)合修復(fù)方法
[0057]對(duì)模具裂紋進(jìn)行分析，采用超聲波探傷檢測(cè)裂紋形態(tài)和尺寸，寬度為1.5mm，深度3mm ;對(duì)失效模具大裂紋進(jìn)行處理，采用手動(dòng)砂輪鏟除模具表面裂紋區(qū)，得到V型坡口，深度為3mm，寬度為5.2mm。然后對(duì)處理后的裂紋區(qū)再次進(jìn)行超聲波探傷，確保裂紋清理干凈，采用清潔劑將待修復(fù)區(qū)域清理干凈。采用手工直流氬弧(TIG)填絲修復(fù)工藝，焊絲選用直徑0.5mm的Dievar材料焊絲，電源接法直流正接，焊接電流60A，弧長(zhǎng)4mm，焊接速度130mm/min，鎢極伸出長(zhǎng)度2mm，保護(hù)氣體流量8L/min，填絲角度15°，送絲方式手動(dòng)前置送絲，修復(fù)層盡量平整，便于后續(xù)活性激光處理。根據(jù)TIG修復(fù)層表面尺寸，在其表面并排進(jìn)行2次活性激光熔凝處理。因手工TIG采用Dievar材料焊絲，根據(jù)其得到修復(fù)層硬度385Hv低于Dievar材料壓鑄模具硬度425Hv，組織晶粒粗大且?jiàn)A雜有大量的硬質(zhì)碳化物，根據(jù)此修復(fù)層組織性能，活性激光熔凝工藝選用Nd3+:YAG固體激光器，電流大小100A、焊接速度0.5mm/s、脈寬8ms、頻率5Hz、離焦量6.5mm、保護(hù)氣體流量10L/min。用電動(dòng)鐵刷除去TIG修復(fù)層表面氧化皮，再用清潔劑將表面清理干凈，將丙酮和Cr203+Si02復(fù)合活性劑粉末調(diào)和成糊狀，Cr2O3占70%，S12A 30%，用扁平毛刷將其均勻涂抹在TIG修復(fù)層表面，厚度為0.1mm。待涂抹的活性劑充分干燥后，進(jìn)行快速激光熔凝處理，最終得到一種手工TIG填絲與活性激光熔凝復(fù)合修復(fù)層；修復(fù)層由I道手工TIG填絲修復(fù)層與2道活性激光熔凝強(qiáng)化層復(fù)合構(gòu)成，修復(fù)層寬度Wl為5.5mm，厚度Hl為2.5mm，活性熔凝焊縫區(qū)寬度W2為2.5mm，厚度H2為1mm，激光熔凝熱影響區(qū)厚度H3為0.1mm,焊縫交疊處寬度W3為1mm，TIG焊縫區(qū)寬度W4為3.5mm，厚度H4為3.2mm，TIG焊縫熱影響區(qū)厚度H5為0.4mm，活性熔凝修復(fù)層強(qiáng)化區(qū)硬度平均值達(dá)570Hv，活性熔凝熱影響區(qū)硬度平均為520Hv，修復(fù)層的硬度高于基體的硬度。
[0058]手工TIG填絲修復(fù)層在經(jīng)過(guò)活性激光熔凝處理后，焊縫表層組織細(xì)化，晶粒明顯變小，組織中的硬質(zhì)碳化物被完全溶解，從而，強(qiáng)度得到提升，耐磨性大大增強(qiáng)；焊縫內(nèi)部組織在激光熔凝的作用下發(fā)生了一次低溫回火處理，使得組織晶格畸變程度減弱，馬氏體的過(guò)飽和程度降低，這種低溫回火處理減小了組織內(nèi)應(yīng)力，增強(qiáng)了組織韌性和塑性，較大幅度的提高了修復(fù)區(qū)域的抗熱疲勞能力。經(jīng)本實(shí)施例的手工TIG填絲與活性激光熔凝大裂紋修復(fù)方法修復(fù)的Dievar材料壓鑄模具的使用壽命在原始使用壽命的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)了 20%以上。
[0059]以上僅就本發(fā)明的最佳實(shí)施例作了說(shuō)明，但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本發(fā)明不僅限于以上實(shí)施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化。但凡在本發(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模具裂紋的修復(fù)方法，其特征在于: 根據(jù)裂紋的寬度和深度將將裂紋分為兩類(lèi):a類(lèi)裂紋的寬度在0.5?3mm之間、深度在I?5mm之間；b類(lèi)裂紋的寬度在3mm以上、深度在5mm以上； a類(lèi)裂紋的修復(fù)包括以下步驟: (1)、用手動(dòng)砂輪鏟除模具表面裂紋區(qū)； (2)、去除模具的的熱疲勞層； (3)、對(duì)裂紋區(qū)進(jìn)行超聲波探傷，如果依然有裂紋存在，則返回步驟⑴；否則，執(zhí)行步驟⑷； (4)、用清潔劑將上述的區(qū)域清洗干凈； (5)、采用手動(dòng)前置送絲方式，對(duì)需要修復(fù)的區(qū)域進(jìn)行手工TIG填絲修復(fù)，形成TIG修復(fù)層； (6)、對(duì)已完成的TIG修復(fù)層進(jìn)行表面清理，刷除去修復(fù)層表面氧化皮，再用清潔劑將表面清理干凈； (7)、將丙酮和活性劑粉末調(diào)和成糊狀，用扁平毛刷將其均勻涂抹在TIG修復(fù)層表面，涂層厚度0.01-0.5mm ;待涂抹的活性劑充分干燥后，進(jìn)行快速激光熔凝處理； b類(lèi)裂紋的修復(fù)包括以下步驟: (1)、用手動(dòng)砂輪鏟除模具表面裂紋區(qū)； (2)、去除模具的的熱疲勞層； (3)、對(duì)裂紋區(qū)進(jìn)行超聲波探傷，如果依然有裂紋存在，則返回步驟⑴；否則，執(zhí)行步驟⑷； (4)、用清潔劑將上述的區(qū)域清洗干凈； (5)、用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬修復(fù)，修正焊接參數(shù)； (6)、采用手動(dòng)前置送絲方式，對(duì)需要修復(fù)的區(qū)域進(jìn)行多層多道手工TIG填絲修復(fù)，形成TIG修復(fù)層； (7)、對(duì)已完成的TIG修復(fù)層進(jìn)行表面清理，刷除去修復(fù)層表面氧化皮，再用清潔劑將表面清理干凈； (8)、將丙酮和活性劑粉末調(diào)和成糊狀，用扁平毛刷將其均勻涂抹在TIG修復(fù)層表面，涂層厚度0.01-0.5mm ;待涂抹的活性劑充分干燥后，進(jìn)行多道快速激光熔凝處理，直至整個(gè)TIG修復(fù)層鋪滿。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具裂紋的修復(fù)方法，其特征在于:所述的手工TIG填絲工藝參數(shù)是根據(jù)模具材料、模具工況、裂紋形式、修復(fù)層應(yīng)力數(shù)值分析結(jié)果和活性激光熔凝對(duì)手工修復(fù)層表面平整度要求而制定；其中，用于修復(fù)鋁合金等活潑金屬模具裂紋時(shí)采用脈沖氬弧填絲工藝，具體參數(shù)為:峰值電流20?400A、基值電流20?400A、脈沖頻率2?15Hz、占空比5%?95%、弧長(zhǎng)2?15mm、鎢極伸出長(zhǎng)度2?20mm、鎢極直徑0.5?4.0_、焊接速度10?1000mm/min、填絲角度10。?60。、氬氣流量2?10L/min，焊絲采用與母材同材料焊絲，直徑0.5?2.5mm ;用于修復(fù)熱作模具和鍛模裂紋時(shí)采用直流氬弧填絲工藝，具體參數(shù)為:電源接法直流正接、焊接電流20?300A、弧長(zhǎng)2?15mm、鎢極伸出長(zhǎng)度2?20mm、鎢極直徑0.5?4.0mm、焊接速度10?1000mm/min、填絲角度10°?60°、氬氣流量2?10L/min，焊絲采用與母材同材料焊絲，直徑0.5?2.5mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述模具裂紋的修復(fù)方法，其特征在于:所述激光熔凝工藝采用的活性劑為Cr2O3活性劑、S1 2活性劑或Cr 203+Si02復(fù)合活性劑；所用激光器為YAG固體激光器，所述活性激光熔凝工藝根據(jù)手工TIG填絲修復(fù)層表面尺寸和組織性能、模具工況、產(chǎn)品表面質(zhì)量要求等方面制定，具體恪凝工藝的焊接電流30?200A、焊接速度0.1?2.5mm/s、脈寬2?15ms、頻率2?15Hz、離焦量-10?10mm、保護(hù)氣體流量2?10L/min。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種模具裂紋的修復(fù)方法，其根據(jù)裂紋的寬度和深度將裂紋分為兩類(lèi)：a類(lèi)裂紋的寬度在0.5～3mm之間、深度在1～5mm之間；b類(lèi)裂紋的寬度在3mm以上、深度在5mm以上；依據(jù)上述裂紋的大小分別按a類(lèi)裂紋的修復(fù)方法和b類(lèi)裂紋的修復(fù)方法進(jìn)行修復(fù)。該修復(fù)方法能夠?qū)挾仍?.5、深度在1mm以上的較大裂紋進(jìn)行修復(fù)。
【IPC分類(lèi)】B23P6/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105252203
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510679032
【發(fā)明人】劉立君, 齊萌, 李繼強(qiáng), 賈志欣, 張紅興
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日