金屬模具修補方法及金屬模具修補用糊劑的製作方法

2023-10-19 11:28:32

專利名稱：：金屬模具修補方法及金屬模具修補用糊劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種修補壓模具具等的裂紋部位的金屬模具修補方法及金屬模具修補用糊劑。
背景技術：
：在壓模具具上產生裂紋時，常規的修補方法為，如圖8所示，首先利用切削工具將金屬模具的裂紋產生部位的周圍大塊地除去，在該除去的部分上進行堆焊，然後進行表面處理。在專利文獻1記載了上述常規修補方法的改進方法，即利用等離子弧熔解金屬模具修補用粉末，同時進行堆焊。在該專利文獻l中，作為所述金屬模具修補用粉末，建議使用由碳化物和Ni-Cr-Mo系耐熱合金作為其餘部分而構成的合金粉末，其中，碳化物其比重總計為10wt。/。以下、且由NbC、VC及WC中至少一種以上碳化物構成。另夕卜，專利文獻2公開了將可擴散的金屬粉分散在溶劑而成的塗布劑塗布在母材並加熱，由此使金屬向母材擴散的技術，具體提出當母材為Zn合金時，作為可擴散的元素在Cu或Mn中至少選擇任一種；當母材為Fe合金時選定Cr;當母材為Ti合金時，在Al、Cr、Ni或N中至少選4奪任一種；當母材為Cu合金時，選定Ni。專利文獻1:日本特開2005-97743號公報專利文獻2:日本特開2004-68047號公報專利文獻1所公開的方法和現有技術一樣，在修補裂紋時，先切取含有裂紋部分的金屬模具，然後在該部位進行堆焊。當進行堆焊時，由於焊接時的熱的影響，在堆焊處稍微外側的地方，容易再次產生裂紋，即二次裂紋。另外，現在的方法中，根據裂紋產生位置的不同，會有不能使用切削工具的情況，進行修補費工費時。另一方面，專利文獻2所公開的技術，雖然可以改善母材表面的諸多特性，但是由於塗布劑本身並不通過熱處理而成為合金，因此不能應用在金屬模具的修補。
發明內容本發明的金屬模具修補方法，其步驟為首先在金屬模具的裂紋處，將含有成為合金的成分的修補用糊劑直接塗布在金屬模具表面上，使該修補用糊劑覆蓋裂紋的部分，然後通過用氧化抑制材料塗布該修補用糊劑的表面並進一步加熱，使修補用糊劑滲入裂紋內部，並且合金化而填充裂紋。作為所述氧化抑制材料，優選例如鹽(NaCl)。當採用鹽(NaCl)時，雖然在堆放後進行加熱液化並進行塗布，但此時為了防止流到周圍，可以設置堰部。另外，優選在加熱熔化所述金屬模具修補用糊劑之前，避開金屬模具修補用糊劑的部分，而加熱母材表面至白熾狀態。這樣，可以避免母材奪取熱量而可以容易地加熱熔化金屬模具修^卜用糊劑。另外，優選在塗布氧化抑制材料之前，在所述金屬模具修補用糊劑的表面形成防脫碳劑層，因為通過所述措施，可以防止因加熱而脫碳。作為加熱方法，雖然可以採用利用高頻波的局部加熱方法、利用回火爐的整體加熱方法或者利用真空爐的整體加熱方法等，但是考慮到操作性和便利性，優選採用燃燒器。另外，本發明的金屬模具修補用糊劑的目的在於，在金屬模具的裂紋處直接塗布之後，通過加熱，使其在金屬模具內部擴散，並且合金化而填充裂紋。作為含在金屬模具修補用糊劑中的合金成分，以Ni(鎳)為主成分，至少再添加Mn(錳)、W(鎢)及Fe(鐵)。另外，除了將多種金屬粉分散在^合劑(溶劑)做成糊狀的糊劑之外，也可以是將兩種以上的金屬粉末經合金化後，作為粉末M在黏合劑的糊劑。具體為如下組成(比例以質量％表示)Mn(錳)15%以上20%以下；W(鴒)8%以上15%以下；Fe(4失)2%以上12%以下；Co(鈷)7%以下；Cr(鉻)7%以下；Si(矽)7%以下；C(碳)2%以下；B(硼)2%以下；Ni(鎳)剩餘部分。對各成分選擇上述比例，是基於以下理由。Mn(錳)其一般特徵為提高淬火性、耐磨性及強度。也可以作為脫氧劑起作用，防止因S(硫)而脆化。但是，如果添加多量，則引起燒裂，因產生剩餘奧氏體而脆化。在本發明中，以提高所生成合金的耐磨性為主要目的而選擇上述比例。W(鵠)其一般特徵為生成碳化物，提高硬度以及提高抗回火性。尤其是，因為Cr的存在進一步提高抗回火性，引起二次硬化，提高耐磨性。但是，如果添加多量，則變脆。在本發明中，以提高生成合金的抗回火性為主要目的選擇上述比例。Fe(鐵)Fe是形成合金的準基礎成分，由於過少或過多均不能發揮合金特性，因此選擇上述比例。Co(鈷)其一般特徵為強化馬氏體，提高耐磨性和高溫硬度以及保持高溫強度。在本發明中，以保持生成合金的高溫強度為主要目的選擇上述比例。Cr(鉻)其一般特性為生成穩定的碳化物，提高耐腐蝕性和耐磨性，其碳化物抑制晶粒的生長，促進滲碳，提高淬火性和耐氧化性，改善韌性。另外，與V,Mo，W等生成複合碳化物，提高抗回火性。在本發明中，以提高生成合金的耐磨性為主要目的選擇上述比例。Si(矽)其一般特性為提高脫氧效果，提高抗低溫回火性。若添加多量，因使滲碳體石墨化而脆化，損壞可鍛性。另外，少量的添加提高硬度和強度，提高耐氧化性，抑制因加熱而導致的晶粒的生長。在本發明中，以提高生成合金的耐氧化性為主要目的選擇上述比例。C(碳)其一般特性為提高馬氏體的應變率，增大淬火硬度。與Fe,Cr，Mo，V等生成碳化物而提高強度。增大抗拉強度。碳化物增多，則耐磨性提高。在本發明中，以提高生成合金的抗拉伸強度為主要目的選擇上述比例。B(硼)其一般特性為微量添加即可提高淬火性，但是，另一方面，過多添加會產生Fe2B，導致熱脆性。若少量添加，可以提高切削耐久性。而且，縮小共晶碳化物。在本發明中，以生成合金的共晶碳化物的微細化為主要目的選擇上述比例。Ni(鎳)與Fe—樣，也是形成合金的基本成分，少量添加，可以提高淬火性和韌性，但是過多添加會產生奧氏體，導致脆化，因此選擇上述比例。根據本發明的金屬模具修補方法及金屬模具修補用糊劑，可以通過簡單的工作修補裂紋，而且也不存在修補之後發生二次裂紋等不良現象。圖1是說明利用本發明的金屬模具修補用糊劑的金屬模具修補方法的一個實施例的說明圖；圖2是表示修補前的金屬模具的金屬組織的照片；圖3是圖2的放大照片；，圖4是將圖2的以方框包圍的部分截取表示，並用本發明的方法將裂紋的一部分修補後的狀態的照片；圖5是將金屬模具切斷為涉及已修補的部分的照片；圖6是表示切斷面的金屬組織的顯微鏡照片；圖7是圖6的放大照片；圖8是說明現有的金屬模具的修補程序的圖。具體實施方式下面，參照本發明的實施方式。首先，如圖l所示，以金屬模具中產生的裂紋部分為中心，塗布所述的金屬模具修補用糊劑。金屬模具修補用糊劑的混合比例如下表1所示。表1tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7接著，在所述金屬模具修補用糊劑的表面噴霧防脫碳劑；在金屬模具修補用糊劑上，以氧化抑制處理為目的而堆放鹽(NaCl)。然後，將鹽的表面燒結固化，進而避開金屬模具修補用糊劑的部分，加熱母材表面至白熾(約ll(XTC)狀態。然後，對鹽進行加熱使之液化，用液化的鹽塗布金屬模具修補用糊劑的表面，進而加熱金屬模具修補用糊劑。利用至此為止的加熱過程，金屬模具修補用糊劑熔化並滲入到裂紋內，並且合金化。如果能夠確認金屬修補用糊劑的熔化，最後加熱以對金屬模具修補用糊劑的輪廓整形，並結束工序。圖2至圖7是表示金屬模具的修補過程的金屬組織的照片。圖2表示修補前的金屬模具，圖3是圖2的用方框包圍部分的放大圖。從這些照片可知，裂紋的發生涉及金屬模具表面的文字(反轉P的文字)。圖4是將圖2的以方框包圍的部分截取表示，並用本發明的方法將裂紋的一部分修補後的狀態的照片，由該照片可知，在已實施修補的部分中裂紋表面正在消失。圖5是以涉及所述修補部分的方式將金屬模具切斷的照片，圖6是表示該切斷面的顯微鏡照片，圖7是圖6的放大照片。從這些照片可知，金屬模具修補用糊劑熔化並滲入裂紋內，經冷卻後成為合金。另外，還可以看出，在與金屬模具之間的邊界部有一部分金屬模具修補用糊劑正在擴散。順便要提的是，合金形成至裂紋的寬度為0.1mm的部分，在金屬模具表面形成的合金層的厚度為0.15mm，表面的合金部分的硬度為HV356(36HRC),裂紋內的合金部分的硬度為HV324(33HRC)，母材的硬度為HV637(57服C)。以上是實施方式的一個舉例，說明了作為修補方法利用燃燒器的加熱處理方法，但作為加熱手段，也可以適用利用高頻波的局部加熱、利用回火爐的整體加熱或利用真空爐的整體加熱等。另外，在實施例中，雖然利用了將多個金屬粉分散在黏合劑(溶劑)的糊狀的糊劑，但也可以是將兩種以上的金屬粉末合金化後，作為粉末分散在黏合劑的糊劑。權利要求1.一種金屬模具修補方法，其特徵在於，將含有成為合金的成分的金屬模具修補用糊劑堆放在金屬模具表面，使其覆蓋金屬模具中產生的裂紋，接著用氧化抑制材料塗布金屬模具修補用糊劑的表面，然後使金屬模具修補用糊劑加熱熔化並滲入裂紋內而合金化。2.如權利要求1所述的金屬模具修補方法，其特徵在於，所述氧化抑制材料為鹽(NaCl)。3.如權利要求l或2所述的金屬模具修補方法，其特徵在於，在加熱熔化所述金屬模具修補用糊劑之前，避開金屬模具修補用糊劑部分，加熱母材表面至白熾狀態。4.如權利要求1至3中任一項所述的金屬模具修補方法，其特徵在於，在所述金屬模具修補用糊劑的表面形成防脫碳劑層，並在該防脫碳劑層上塗布所述氧化抑制材料。5.如權利要求1至4中任一項所述的金屬模具修補方法，其特徵在於，所述加熱通過燃燒器進行。6.—種金屬模具修補用糊劑，其被填充在金屬模具中產生的裂紋內後，通過加熱處理成為合金，其特徵在於，該金屬模具修補用糊劑的固形成分取以下的比例(質量％):Mn(錳)15%以上20%以下；W(鴒)8%以上15%以下；Fe(鐵)2%以上12%以下；Co(鈷)7%以下；Cr(4各)7%以下；Si(矽)7%以下；C(碳)2%以下；B(硼)2%以下；Ni(鎳)剩餘部分。全文摘要本發明提供一種金屬模具修補方法及金屬模具修補用糊劑，利用所述方法和所述糊劑，可以通過簡單的工作修補裂紋。所述方法是將含有成為合金的成分的修補用糊劑直接塗布在金屬模具表面，使該修補用糊劑覆蓋裂紋部分，然後通過用氧化抑制材料塗布該修補用糊劑的表面，進而進行加熱，使修補用糊劑滲入裂紋內部的同時合金化而填充裂紋。文檔編號B22D17/22GK101336149SQ20068005201公開日2008年12月31日申請日期2006年11月6日優先權日2005年12月16日發明者上田和夫,中村正文,宮崎德幸,山本直司,長谷川道治申請人:本田技研工業株式會社