[發明專利]一種H13鋼模具修復用合金粉末及激光修復方法

在審

• 申請號: 202110700913.4
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113403542A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 張云江
• 申請（專利權）人: 張云江
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;B22F9/08;C23C24/10
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 田秀芬

本發明公開了一種H13鋼模具修復用合金粉末及激光修復方法，屬于金屬表面修復技術領域，所述合金粉末的組分及各組分的質量百分比組成為：C0.35～0.40%，Si1.00～1.20%，Mn0.25～0.35%，Cr4.70～5.20%，Mo1.50～1.55%，V1.00～1.25%，P≤0.030%，S≤0.030%，余量為Fe；所述合金粉末粒度分布為135～325目；修復方法包括模具預處理、合金粉末預熱、送粉并激光熔覆、檢測及磨削加工等步驟。本發明避免了傳統工藝所帶來的熱變形大及熱影響區大等缺點，可以在待修復的H13鋼模具表面制得光滑平整，無氣孔、無裂紋、無夾雜缺陷的高質量熔覆層。

技術領域

本發明涉及金屬表面修復技術領域，尤其是一種H13鋼模具修復用合金粉末及激光修復方法。

背景技術

H13鋼作為熱作模具一種重要的材質，經常用于制造沖擊載荷大的鍛造模具、擠壓模具等。在使用過程中，由于沖擊、熱腐蝕、及工件摩擦等原因，使用一段時間后的H13模具表面會出現磨損、腐蝕、熱裂紋等損傷問題。對損傷后的H13鋼模具進行修復，進而降低采購新模具所產生的成本，成為企業技術人員著重解決的技術問題之一。傳統的等離子堆焊、手工電弧焊等修復工藝容易導致修復的H13模具發生熱變形而失效，而且其熱影響區大，在其后使用中極易在熱影響區產生疲勞裂紋，修復后的H13模具鋼使用壽命短。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種H13鋼模具修復用合金粉末及激光修復方法，能夠克服現有技術中存在的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種H13鋼模具修復用合金粉末，所述合金粉末的組分及各組分的質量百分比組成為：C0.35～0.40%，Si1.00～1.20%，Mn0.25～0.35%，Cr4.70～5.20%，Mo1.50～1.55%，V1.00～1.25%，P≤0.030%，S≤0.030%，余量為Fe；所述合金粉末粒度分布為135～325目。

本發明技術方案的進一步改進在于：所述合金粉末的制備方法為：將原材料成分按質量百分比組成比例進行配比，而后進行真空熔煉小鋼錠，應用中頻感應加熱熔化小鋼錠，采用水霧化方法制粉，然后對粉末進行粒度篩分。

一種H13鋼模具激光修復方法，使用一種H13鋼模具修復用合金粉末，包括以下步驟：

步驟1，對待修復的H13鋼模具進行預處理：磨削所述H13鋼模具表面；然后清洗去除油污雜質；將清洗后的H13鋼模具表面預熱；

步驟2，合金粉末預熱：將H13鋼模具修復用合金粉末放置于烘干箱中預熱；

步驟3，送粉并激光熔覆：在通入保護氣體的狀態下，通過光纖激光掃描同軸送粉輸送到步驟1中預處理后的H13鋼模具表面的合金粉末，在預處理后的H13鋼模具表面制得熔覆層；

步驟4，檢測：對步驟3制得的熔覆層進行表面著色探傷，檢測是否有缺陷；

步驟5，磨削加工：對步驟4中檢測合格后的熔覆層采用磨削加工，得到尺寸、公差、表面光潔度均符合要求的修復后的H13鋼模具。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟1中，磨削量為0.3～1.0mm；表面預熱溫度為400～500℃。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟2中，將H13鋼模具修復用合金粉末放置于烘干箱中預熱到100～150℃。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟3中，所述保護氣體為氬氣。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟3中，所述送粉的送粉速度為2.5～3.5g/s，送粉氣流量為6～8L/min。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟3中，所述激光熔覆的工藝參數如下：激光功率為2.8～3.0KW，圓形光斑直徑為5mm，搭接率為30～50%，掃描速度為450～600mm/min。