專利名稱：一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法
技術領域：
本發(fā)明屬于激光熔覆修復技術領域，特別是涉及一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法。
背景技術：
激光熔覆技術是一項新興、迅猛發(fā)展的技術，它是在高能量密度激光束照射下，基體表面一薄層與根據需要加入的材料(合金粉末、絲材、片狀材料)同時熔化，形成厚度為 10 1000 μ m表面熔化層，快速凝固以滿足某一特殊性能要求的工藝方法，是集激光加熱熔化、熔池中元素擴散、相變作用及快速凝固成型等多學科交叉的一門新技術用前景的技術之一。利用該技術可以在低成本基體上制備出耐磨、耐蝕、耐高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、等多種特殊性能的表面強化層。激光熔覆技術的特點是熱量輸入少，對基體作用的熱影響區(qū)較小，避免修復后工件產生大的變形以及殘余應力的產生；稀釋率非常小，僅基體表面一層熔化，降低母材對熔覆材料的稀釋作用；易于實現精確控制，表面成形質量較好。蛇皮紋模具在使用中會受到沖擊、摩擦磨損、腐蝕等作用，在模具表面出現劃痕和孔洞。采用以往的電弧堆焊熱量輸入大模具變形較大，冷焊修復在時在修復的邊緣容易出現咬邊，熱噴涂方法修復面的結合強度不足，使用中易脫落，這些方法都無法保證模具表面蛇皮紋的完整、平滑過渡。蛇皮紋的用途是為了澆鑄出的工件表面具有花紋增強防滑和美觀的功能，一套新模具的蛇皮紋要耗用大量的手工勞動和時間，而經過激光熔覆修復的模具可以與新模具一樣可以繼續(xù)使用。蛇皮紋修復的難點在于實現修復區(qū)與未修復區(qū)之間紋理的平滑連接，使用本方法控制好熔覆層的成形質量。

發(fā)明內容
針對上述存在的技術問題，本發(fā)明提供一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法，可以使修復區(qū)的蛇皮紋與周圍蛇皮紋實現平滑、完整的連接。為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下 本發(fā)明包括如下工藝步驟
1.把模具固定在工作臺上，打磨模具磨損處表面的氧化層，并修整成規(guī)則的幾何形狀， 用丙酮清洗待熔覆區(qū)域；
2.根據熔覆的位置編寫機床程序，設定工藝參數，啟動激光器用熔覆材料進行熔覆；
3.冷卻后進行著色檢查是否有裂紋缺陷，合格后將熔覆層磨平；
4.在磨平的熔覆層表面重新生成蛇紋皮。其中所述的工藝參數激光功率為2 4kw，掃描速度為80 200mm/min，光斑直徑為1 3mm。所述的激光器為半導體激光器、光纖激光器、YAG激光器或C02激光器。所述的熔覆材料為絲材。所述的模具為小的點損傷時，采用點動送絲熔覆；對于大范圍的損傷采用連續(xù)送絲熔覆并進行多道搭接，搭接率為30%-50%。本發(fā)明的有益效果是使用本發(fā)明激光熔覆的方法修復帶有蛇皮紋的模具，選用與模具材質相近的絲材作為熔覆材料，確保熔覆區(qū)與未熔覆區(qū)硬度分布均勻，而且生成的蛇紋效果一樣。激光熔覆后模具變形小，熔覆過程中沒有飛濺，對其它區(qū)域的蛇皮紋沒有影響，激光熔覆絲材填充受損區(qū)可以控制好熔覆層的厚度。延長了模具的使用壽命，產生了良好的經濟效益降低了生產成本。


圖1為本發(fā)明激光熔覆修復示意圖。圖2為方向盤模具示意圖。圖中1.激光器聚焦頭，2.模具，3.熔覆用的絲材，4.工作臺，5.方向盤模具， 6.點磨損處，7.線磨損處。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1 如圖1、圖2所示，本例需修復的方向盤模具5為點磨損，激光器采用(X)2 激光器，具體修復步驟如下
1、把方向盤模具5固定在工作臺4上，用電摩將點磨損處6表面的氧化層打磨掉，并修整成規(guī)則的圓孔形狀，用丙酮清洗表面；
2、將熔覆用的絲材3預先輸入到小孔上方，確定好絲材3的長度，調整好激光器聚焦頭 1的位置，調節(jié)光斑的大小以及光斑中心位于孔的中心處；
3、設定好工藝參數激光功率P=4KW，光斑直徑D=3mm，激光作用時間T=ls。4、打開激光光閘進行熔覆，待熔覆區(qū)冷卻后，噴涂著色劑檢查是否有缺陷，磨平到預留尺寸，通過化學方法生成蛇皮紋。實施例2:如圖1、2所示，本例需修復的方向盤模具5為線磨損，激光器采用光纖激光器，具體修復步驟如下
1、把方向盤模具5固定在工作臺4上，用電摩將線磨損處7表面的氧化層打磨掉，并修整成規(guī)則的直線形狀，用丙酮清洗表面；
2、測量掃描直線的長度，設定掃描的起止點，編好機床程序，采用同步送絲的方式進行熔覆；
3、設定好工藝參數激光功率P=3KW，光斑直徑D=2mm，掃描速度為lOOmm/min，送絲3 的速度為100mm/min ；
4、調整好激光器聚焦頭1的位置，打開程序進行熔覆，對于比較大范圍的修復區(qū)，可以采用多道搭接的方式熔覆，搭接率為40%左右；
5、待熔覆區(qū)冷卻后，噴涂著色劑檢查是否有缺陷，磨平到預留尺寸，通過化學方法生成蛇皮紋。實施例3 如圖1、2所示，本例需修復的模具2既有點磨損，又有線磨損，激光器采用YAG激光器，具體修復步驟如下
1、把模具2固定在工作臺上，打磨模具2磨損處表面的氧化層，并修整成規(guī)則的幾何形狀，用丙酮清洗待熔覆區(qū)域；2、根據熔覆的位置編寫機床程序，設定工藝參數激光功率為2 4kw，掃描速度為 80 200mm/min，光斑直徑為1 3mm，啟動激光器用熔覆材料進行熔覆；
3、冷卻后進行著色檢查是否有裂紋缺陷，合格后將熔覆層磨平；
4、在磨平的熔覆層表面重新生成蛇紋皮。 本發(fā)明中所述的激光器為半導體激光器、光纖激光器、YAG激光器或CO2激光器。 熔覆材料為絲材。
權利要求
1.一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法，其特征在于包括如下工藝步驟 把模具固定在工作臺上，打磨模具磨損處表面的氧化層，并修整成規(guī)則的幾何形狀，用丙酮清洗待熔覆區(qū)域；根據熔覆的位置編寫機床程序，設定工藝參數，啟動激光器用熔覆材料進行熔覆； 冷卻后進行著色檢查是否有裂紋缺陷，合格后將熔覆層磨平； 在磨平的熔覆層表面重新生成蛇紋皮。
2.根據權利要求1所述的帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法，其特征在于所述的工藝參數激光功率為2 4kw，掃描速度為80 200mm/min，光斑直徑為1 3mm。
3.根據權利要求1所述的帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法，其特征在于所述的激光器為半導體激光器、光纖激光器、YAG激光器或C02激光器。
4.根據權利要求1所述的帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法，其特征在于所述的熔覆材料為絲材。
5.根據權利要求1所述的帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法，其特征在于所述的模具為小的點損傷時，采用點動送絲熔覆；對于大范圍的損傷采用連續(xù)送絲熔覆并進行多道搭接，搭接率為30%-50。/0。
全文摘要
一種帶有蛇皮紋模具的激光熔覆修復方法，其特征在于包括如下工藝步驟把模具固定在工作臺上，打磨模具磨損處表面的氧化層，并修整成規(guī)則的幾何形狀，用丙酮清洗待熔覆區(qū)域；根據熔覆的位置編寫機床程序，設定工藝參數，啟動激光器用熔覆材料進行熔覆；冷卻后進行著色檢查是否有裂紋缺陷，合格后將熔覆層磨平；在磨平的熔覆層表面重新生成蛇紋皮。本發(fā)明選用與模具材質相近的絲材作為熔覆材料，確保熔覆區(qū)與未熔覆區(qū)硬度分布均勻，且生成的蛇紋效果一樣。激光熔覆后模具變形小，熔覆過程中沒有飛濺，對其它區(qū)域的蛇皮紋沒有影響，激光熔覆絲材填充受損區(qū)可以控制好熔覆層的厚度。延長了模具的使用壽命，降低了生產成本。
文檔編號C23C24/10GK102465293SQ20101054184
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權日2010年11月12日
發(fā)明者于恩洪, 張翼飛, 徐國建, 殷德洋, 邢飛 申請人:沈陽新松機器人自動化股份有限公司