汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法
2023-07-27 16:08:11 1
專利名稱:汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法
技術領域:
本發明涉及一種汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,特別涉及粉末冶金噴塗及高頻處理工藝,屬冶金技術領域。
背景技術:
在汽車製造業中,衝壓工藝是一種重要的板料成形方法,應用非常廣泛。板料衝壓成形時,模具和板料表面都是凸凹不平的,尤其是模具表面會有一些瑕點,板料和模具的真實接觸面由這些微凸體間的點接觸組成。模具和板料相對滑動時,接觸點的載荷遠遠大於平均載荷,同時造成較大的擠壓力,使接觸點的摩擦切應力急劇增大。由於板料的硬度較模具要低,在簡單的機械作用下,最終板料的突出部脫落下來形成碎片附著到模具表面的凹部。隨著衝壓次數的增加,附著不斷進行,碎片的積累越來越嚴重,形成強度和硬度都很高的粘結瘤,輕者使成形件表面劃傷,重者使成形件拉毛,產生犁溝甚至破裂。拉毛缺陷會導致廢品率上升以及修模費用增加,給生產帶來很大的影響。豐田汽車公司做過統計,在生產修模中,因粘著而造成工件拉毛以至需要修模的所佔比例高達71%。在轎車車身製造過程中,對覆蓋件表面拉毛缺陷要求十分嚴格,因為其上任何微小的拉毛缺陷都會在塗漆後引起光線的漫反射而損壞漆層外觀、鮮映性、光澤、顏色等。中國發明專利《一種修復模具的焊合工藝》(申請號200310106328.3)涉及一種對磨損超限或產生裂紋的模具進行修復的焊合工藝。該工藝先預熱模具;再使用噴焊槍將合金粉末與氧/乙炔混合燃燒後在模具待加工面噴上合金粉末作底粉,然後加熱合金粉末底粉,並點噴合金粉末,使合金粉末與模具熔化結合為一體,最後再對模具修復面進行光潔度處理。但該工藝所述粉末需要10成份,處理後焊合層表面維氏硬度在650 720HV之間。發明專利《雷射修復發動機製件報廢模具用合金粉末和製法及應用》(申請號200710200636.0)公開了一種雷射熔覆修復發動機製件報廢模具用合金粉末和製法及應用,按照重量組分由C、Cr、Si、B、Fe和Ni製備而成。利用該工藝雷射熔覆粉末材料後, 所形成的塗層中無裂紋孔洞產生,從而大大降低了熔覆層的開裂敏感性,特別適合航空發動機製件報廢模具的修復。而且本發明所用的合金粉末材料流動性好,可用於報廢的低、 中碳鋼或低、中碳合金鋼製件的雷射熔覆修復。但該工藝所修復的工件表面維氏硬度低於400HV。發明專利《FE-AL金屬間化合物/AL2O3陶瓷複合塗層及其製備方法》(申請號 200810047352. 7)公開了一種金屬間化合物/AL2O3陶瓷複合塗層及其製備方法,其特徵在於在鋼基材料表面有 ^-ΑΙ金屬間化合物/AL2O3陶瓷複合塗層,塗層總厚度0. Imm 2mm,塗層內微弧氧化AL2O3陶瓷塗層厚度50 200mm。採用熱噴塗方法,在鋼基材料(電極) 表面獲得鋁塗層,經過熱處理後,在鋁塗層和型腔表面間界面上及鋁層內反應形成FeAl2和 FeAl相,使塗層和型腔之間產生冶金結合;再經過微弧氧化處理,在塗層表面獲得AL2O3陶瓷膜層。陶瓷複合塗層硬度達到1200HV以上,複合塗層和型腔之間的結合強度達到250MPA 以上,耐磨性是W18CR4V鋼(64HRC)的3倍,熱疲勞壽命比H13鋼(47HRC)提高2倍。可以廣泛應用於壓鑄模的表面處理以及型腔因磨損尺寸超差失效模具的修復,延長壓鑄模的使用壽命。但該工藝最適合於小尺寸模具的修復,對於大尺寸的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修復顯得不足。
發明內容
本發明的目的在於克服背景技術所述的不足,提供一種針對於大尺寸的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,該方法基於反應噴塗原理,通過氧——乙炔火焰、等離子或超音速火焰等熱噴塗方法,在待修復模具的型面上製備出Mo2FeB2/ α -Fe複合塗層,複合塗層經過高頻感應加熱後,塗層中熔化的金屬原子和模具基體表面的金屬原子發生劇烈的混合作用,生成一個冶金結合區,形成冶金結合界面。本發明的技術方案是汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於通過反應噴塗方法,在待修復模具的型面上製備出Mo2FeB2/ α -Fe複合塗層,該塗層經過高頻感應加熱,其熔化的金屬原子和模具基體表面的金屬原子生成一個冶金結合區,形成冶金結合界面,有利於增強塗層與與模具的結合強度,有利於提高塗層表面硬度,達到延長模具工作周期,提高模具使用壽命目的。如上所述的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於所述的熱噴塗方法可採用氧——乙炔火焰噴塗、等離子噴塗或超音速火焰噴塗,其優點是可採用標準的噴塗工藝及通用噴塗設備,無需購置專用設備或製作特殊工藝,有利於降低修復成本。如上所述的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於所述熱噴塗粉末組成的質量百分比為FeB 25% 40%、Mo 50%、Ni 10%、Cr10%, Fe 10% 20%,各組分之和為100% ;粉末粒度5 20 μ m,該種成份組合有利於增加塗層硬度,增強塗層與模具的結合強度,有利於噴塗工藝的實施。如上所述的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於模具型面在熱噴塗前首先經過機械加工,除去0. 1 Imm表面層;其次進行噴砂粗化處理,有利於增強塗層與模具的結合強度。如上所述的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於噴塗距離為80 200mm,噴塗角度為80° 90°,噴槍移動速度為10 30cm/s,每次噴塗厚度小於0. IOmm, 塗層總厚度按修復要求控制在0. Imm Imm之間;高頻感應加熱塗層加熱溫度900 1200°C,有利於增加塗層硬度,增強塗層與模具的結合強度。本發明獲得的Mo2FeB2/ α -Fe複合塗層硬度1200HV以上,結合強度達到IOOMPa 以上。本發明的有益效果是採用本發明製備的複合塗層硬度高,硬度分布均勻,和模具基體結合強度牢固,能夠有效減少修模次數,較大幅度提高模具的使用壽命,修復成本低, 模具經過修復後,具有較高的表面質量,能夠有效減少修模次數,較大幅度提高模具的使用
壽命O
附圖1為本發明實施例塗層的顯微組織。附圖2為本發明實施例塗層的界面結構。
具體實施例方式實施例1 基體材料合金灰鑄鐵。噴塗粉末組成的質量百分比為FeB 35%, Mo 40%, Ni 2%, Cr 3%, Fe 20%,粉末粒度10 μ m。氧-乙炔火焰噴塗工藝參數噴塗距離為100mm,噴塗角度為80° 90°,噴槍移動速度為15cm/s,每次噴塗厚度小於0. 10mm,塗層厚度0. 15mm。高頻感應加熱塗層工藝參數加熱溫度900°C。實施例2:基體材料合金球墨鑄鐵。噴塗粉末組成的質量百分比為FeB 25%, Mo 50%, Ni 3%, Cr 4%, Fe 18%,粉末粒度15 μ m。等離子噴塗工藝參數噴塗距離為150mm,噴塗角度為80° 90°,噴槍移動速度為15cm/s,每次噴塗厚度小於0. 10mm,塗層厚度0. 20mm。高頻感應加熱塗層工藝參數加熱溫度1000°C。實施例3基體材料Cr 12MoV鋼。噴塗粉末組成的質量百分比為FeB 40%, Mo 35%, Ni 5%, Cr 5%, Fe 15%,粉末粒度20 μ m。超音速火焰噴塗工藝參數噴塗距離為100mm,噴塗角度為80° 90°,噴槍移動速度為15cm/s,每次噴塗厚度小於0. IOmm,塗層厚度0. 20 μ m。高頻感應加熱塗層工藝參數加熱溫度1100°C。
權利要求
1.汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於基於反應噴塗原理,通過熱噴塗方法,在待修復模具的型面上製備出Mo2FeB2/a -Fe複合塗層,該塗層經過高頻感應加熱, 其熔化的金屬原子和模具基體表面的金屬原子生成一個冶金結合區,形成冶金結合界面。
2.如權利要求1所述的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於所述的熱噴塗方法可採用氧——乙炔火焰噴塗、等離子噴塗或超音速火焰噴塗。
3.如權利要求1所述的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於所述熱噴塗粉末組成的質量百分比為FeB 25% 40%、Mo !35% 50%、Ni 10%、Cr 10%, Fe 10% 20%,各組分之和為100% ;粉末粒度5 20 μ m。
4.如權利要求1所述的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於模具型面在熱噴塗前首先經過機械加工,除去0. 1 Imm表面層;其次進行噴砂粗化處理。
5.如權利要求1所述的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,其特徵在於噴塗距離為80 200mm,噴塗角度為80° 90°,噴槍移動速度為10 30cm/s,每次噴塗厚度小於0. 10mm,塗層總厚度按修復要求控制在0. Imm Imm之間;高頻感應加熱塗層加熱溫度 900 1200"C。
全文摘要
一種針對大尺寸的汽車覆蓋件冷衝壓模具的修複方法,該方法基於反應噴塗原理,通過氧——乙炔火焰噴塗、等離子噴塗或超音速火焰熱噴塗方法,在待修復模具的型面上製備出Mo2FeB2/α-Fe複合塗層,該塗層經過高頻感應加熱,其熔化的金屬原子和模具基體表面的金屬原子生成一個冶金結合區,形成冶金結合界面,有利於增強塗層與與模具的結合強度,有利於提高塗層表面硬度,達到延長模具工作周期,提高模具使用壽命目的。本發明獲得的Mo2FeB2/α-Fe複合塗層硬度1200HV以上,結合強度達到100MPa以上。
文檔編號C23C4/04GK102234754SQ20101016479
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者周小平, 胡心彬 申請人:湖北工業大學