[發(fā)明專利]一種適用于冷沖壓模具和鑲塊快速修復的焊料的制備工藝

有效

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• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104722948B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 梁賀;胡捷;李德富
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

本發(fā)明提供了一種簡便而有效的針對冷沖壓模具和鑲塊快速修復用的焊料及其制備工藝，焊料的重量百分組成為：鋁15%～20%，鉻1%～5%，錳1%～5%，鐵1%～3%，余量為銅和不可避免的雜質(zhì)；焊料制備工藝為用水平連鑄或垂直連鑄的方式連鑄出直徑為3～6mm的金屬桿坯料，坯料經(jīng)打磨拋光后即可直接用作冷沖壓模具和鑲塊快速修復的焊料；用該焊料修復冷沖壓模具和鑲塊，具有修復時間短、焊后不易產(chǎn)缺陷、焊接時流動性好，不易變形和開裂以及防止工件擦傷或拉傷等優(yōu)點，經(jīng)修復后的冷沖壓模具和鑲塊使用次數(shù)可達到3萬次以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種適用于冷沖壓模具和鑲塊快速修復的焊料及制備工藝。

背景技術(shù)

冷沖壓模具和鑲塊多為安裝在壓力機上的特殊專用工具，對放置在內(nèi)的板料在室溫下施加變形力，使其產(chǎn)生變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品。

目前制造冷沖壓模具和鑲塊的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、以及硬質(zhì)合金鋼等。

冷沖壓模具和鑲塊在壓力機上的運動過程中對板料施加壓力，使板料完成分離工序(落料、沖孔、切口、修邊、剖切、切斷等)，在加工生產(chǎn)過程中，模具和鑲塊要承受沖擊、振動、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負荷，工作條件復雜，易發(fā)生磨損、疲勞、斷裂、變形等現(xiàn)象，進而無法滿足零件的表面質(zhì)量和尺寸精度。如果制造一套新的模具不但成本高，周期長，而且生產(chǎn)模具廠家一般不單獨對某一種模具的易損件配套生產(chǎn)，因此，一般模具損壞不嚴重時盡量采用修復的辦法使其能恢復生產(chǎn)。

目前在冷沖壓模具和鑲塊修復中常用的技術(shù)有：電弧堆焊修復技術(shù)、熱噴涂修復技術(shù)、電刷鍍修復技術(shù)、激光熔覆修復技術(shù)和電火花修復技術(shù)等，但這些技術(shù)都存在著一些難以克服的缺點和不足。

電弧堆焊修復技術(shù)熱量輸入大、能量不集中，熱影響區(qū)大，焊后變形大，甚至開裂，降低了基體和修復材料的性能；電弧堆焊焊后易產(chǎn)生氣泡、氣孔、夾渣、未焊透、疏松、裂紋、硬度不均、焊道成形不良等缺陷；焊前需對基體的修復部位開槽或打坡口，不適宜對薄而精密的模具進行修復。

熱噴涂技術(shù)是用粉末對模具進行有一定距離的噴射，熱噴涂層具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，在扁平顆粒之間有氧化物薄膜；涂層中存在孔隙、微裂紋等缺陷，在大 摩擦力和拉、壓循環(huán)應力下容易剝落；所以常采用噴后重熔等方法提高結(jié)合強度，但對于零件的異型部分加熱不均也會引起起泡剝落，涂層表面的熔融溫度直接影響噴涂層質(zhì)量，溫度過低涂層不能完全熔融，結(jié)合不牢，韌性不夠，易脫落；溫度過高，涂層表面易產(chǎn)生氣泡，工件邊緣部分有收縮現(xiàn)象，組織疏松、強度降低。

電刷鍍修復自動化程度不高，勞動強度大，不適宜批量修復，且要達到牢固優(yōu)質(zhì)的鍍層，鍍前處理要求高，電鍍過程中對工藝要求也較高，否則容易產(chǎn)生鍍層不牢、氣泡、剝落等現(xiàn)象；電鍍層一般很薄，可用于低深度磨損面的修復和恢復粗糙度，對形狀損壞部位難于修復。

模具激光熔覆修復工藝的機理以及熔覆帶的搭接和熔覆層裂紋等問題都有待進一步研究，并且激光熔覆技術(shù)因其一次投資較高，運行成本較高，在模具修復中的應用還處于起步階段。

電火花沉積模具修復技術(shù)是利用電火花堆焊設備在需修復的模具表面沉積金屬，利用電弧放電將電極材料轉(zhuǎn)移并堆積到工件表面。但因受其原理所限只能進行磨損表面、磨鈍和崩刃等的微量修復，不適宜對模具裂紋、宏觀形狀改變及大面積損傷進行修復。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上各種冷沖壓模具修復方法的不足，本發(fā)明提供了一種簡便而有效的針對冷沖壓模具和鑲塊快速修復用的焊料及其制備工藝。

一種適用于冷沖壓模具和鑲塊快速修復的焊料，所述焊料組分重量百分比組成為：鋁15%～20%，鉻1%～5%，錳1%～5%，鐵1%～3%，余量為銅和不可避免的雜質(zhì)。