[發(fā)明專利]模具堆焊修復(fù)材料

在審

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• 申請日: 2016-10-11
• 公開（公告）號: CN107914098A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宇
• 申請（專利權(quán)）人: 張宇
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種堆焊修復(fù)材料，屬于焊接材料領(lǐng)域，特別是涉及一種模具修復(fù)的堆焊材料。

背景技術(shù)

鋁合金、鎂合金和鋰合金等輕金屬材料的鑄造模具用材，由于長期不間斷的加熱和冷卻過程，常常會(huì)導(dǎo)致磨具表面萌生疲勞裂紋。為保持鑄造材料的表面質(zhì)量，磨具需要更換或修復(fù)以保持表面質(zhì)量；而由于磨具材料價(jià)格昂貴，通常會(huì)選用修復(fù)方法。

以SKD61為代表的熱作模具鋼，目前使用最廣泛、用量最大。SKD61是日本牌號，對應(yīng)國標(biāo)4Cr5MoSiV1，對應(yīng)美標(biāo)是H13，該類材料主要使用在鋁、鋅等壓鑄用模具，也包括鎂、銅合金的壓鑄等。

應(yīng)用與母材同等化學(xué)成分的堆焊修復(fù)材料，雖然在使用一段時(shí)間后，由于多次的熱處理過程，會(huì)使得修復(fù)部位的組織和硬度接近母材，但在修復(fù)后的初始階段，由于熱處理工藝的復(fù)雜性導(dǎo)致析出強(qiáng)化和韌化不充分，導(dǎo)致硬度偏低，磨損嚴(yán)重。同時(shí)，Co和Ni元素價(jià)格昂貴，成本高。

高碳含量(≥0.4％)的Si和Cr強(qiáng)化的高硬度高耐磨堆焊材料，主要用于工程機(jī)械等用于極端磨損情況下的耐磨部位制備或修復(fù)，比如鏟斗機(jī)鏟齒等等。這類材料由于硬度高，耐磨性高，因此表面不易加工處理，基本都是修復(fù)后直接使用。而模具用材料，需要極高的表面質(zhì)量，因此該類材料不適用于壓鑄模具的表面修復(fù)。

此外，壓鑄模具需要水冷保護(hù)，因此也需要一定的抗循環(huán)水腐蝕能力。同時(shí)由于作業(yè)過程中的反復(fù)加熱冷卻、反復(fù)受力作用，對修復(fù)部位，以及修復(fù)部位和母材連接處的疲勞性能也提出了要求。當(dāng)然，可焊性是不可或缺的因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種兼具高硬度、抵抗高溫軟化、耐蝕性高、且工藝性能優(yōu)良的修復(fù)材料。

一種模具堆焊修復(fù)材料，以重量百分比計(jì)，含有C 0.10-0.18％，Si 0.2-1.2％，Mn 1.6-3.5％，Cr 2.5-6.0％，Mo 1.0-2.0％，Nb 0.1-1.0％，其余為Fe，焊后堆焊部硬度HV500-600，可抵抗550-600℃的高溫軟化，耐蝕性強(qiáng)，可用于模具的修復(fù)。

一種模具堆焊修復(fù)材料，以重量百分比計(jì)，含有C 0.10-0.18％，Si 0.2-1.2％，Mn 1.6-3.5％，Cr 2.5-6.0％，Mo 1.0-2.0％，Nb 0.1-1.0％，Cu 1.0-2.5％，其余為Fe，焊后堆焊部硬度HV500-600，可抵抗550-600℃的高溫軟化，耐蝕性強(qiáng)，可用于模具的修復(fù)。

一種模具堆焊修復(fù)材料，以重量百分比計(jì)，含有C 0.10-0.18％，Si 0.2-1.2％，Mn 1.6-3.5％，Cr 2.5-6.0％，Mo 1.0-2.0％，Nb 0.1-1.0％，Cu 1.0-2.5％，Ti 0.1-1.0％，其余為Fe，焊后堆焊部硬度HV500-600，可抵抗550-600℃的高溫軟化，耐蝕性強(qiáng)，可用于模具的修復(fù)。

一種模具堆焊修復(fù)材料，以重量百分比計(jì)，含有C 0.10-0.18％，Si 0.2-1.2％，Mn 1.6-3.5％，Cr 2.5-6.0％，Mo 1.0-2.0％，Nb 0.1-1.0％，Cu 1.0-2.5％，Ti 0.1-1.0％，Ni 1.5-3.5％，其余為Fe，焊后堆焊部硬度HV500-600，可抵抗550-600℃的高溫軟化，耐蝕性強(qiáng)，可用于模具的修復(fù)。

修復(fù)材料的技術(shù)要點(diǎn)說明如下：

C：主要用于強(qiáng)化焊縫金屬。當(dāng)其含量低于0.1％時(shí)，強(qiáng)化效果不明顯；當(dāng)其含量超過0.18％時(shí)，會(huì)增加焊縫金屬的裂紋敏感性，不利于質(zhì)量控制。因此優(yōu)選含量是0.10-0.18％。

當(dāng)含量在0.13-0.18％之間時(shí)，效果更好。

Si：一方面用于焊縫金屬脫氧，一方面用于提高焊縫金屬抗高溫軟化能力。當(dāng)其含量低于0.2％時(shí)，脫氧效果和提高焊縫金屬的抗高溫軟化能力均不明顯；當(dāng)其含量超過1.2％時(shí)，會(huì)導(dǎo)致焊道表面渣層過厚過密，影響焊道表面質(zhì)量。因此優(yōu)選含量是0.2-1.2％。

當(dāng)含量在0.6-1.0％之間時(shí)，效果更好。

Mn：本發(fā)明中的重要元素，主要用于強(qiáng)化焊縫金屬、提高焊縫金屬硬度。在常規(guī)的焊接材料中，其含量通常在2％以下，一方面用于焊縫金屬的脫氧，另一方面用于提高焊縫金屬強(qiáng)度。

但在本發(fā)明中，其含量被提高到1.6-3.5％之間，主要利用其增強(qiáng)馬氏體作用來提高焊縫金屬硬度，從而取代高含量碳元素添加。當(dāng)其含量低于1.6％時(shí)，效果不明顯；當(dāng)其含量超過3.5％時(shí)，容易造成焊縫金屬成型性能惡化、影響脫渣性能，從而降低表面質(zhì)量。因此優(yōu)選含量是1.6-3.0％。