由于模具制造工艺繁芜、生产周期长、加工用度高，尤其是精密繁芜模具或大型模具制造加工费很高，如一汽每年用于模具制造及维修的用度高达上千万元。
若是模具早期失落效，将给企业造成重大经济丢失。
因此，运用各种修复技能修复失落效的模具，使其规复利用性能重新投入利用，可达到延长模具利用寿命、降落本钱、提高经济效益的目的。

模具修复过程如下。

（1）工艺过程剖析修复原因→订定修复方案和方法→进行修复→试模和验证。

（2）修复操作过程对模具进行检讨→拆卸破坏部位→洗濯零件→剖析、核查、确定修复方法→配备及修整破坏零件→改换修配零件→装置模具→试模和验证。

　一、热喷涂修复技能

模具特殊是热作模具，不仅在较高的温度下事情，而且承受磨损、挤压、冲击及冷热疲倦浸染。
在利用过程中易破坏，导致利用寿命降落。
当模具表面磨损或划伤后，只要程度不严重，均可修复，从而延长模具利用寿命。
热喷涂修复技能紧张有火焰喷涂、等离子弧喷涂和超声速喷涂等，将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热熔化或软化形成熔滴，并以一定速率射向预处理过的基体表面，形成具有一定结合强度的金属以及WC、TiN等化合物涂层修复模具，可规复乃至提高模具的耐磨性及耐蚀性等。

　1.火焰喷涂与运用

（1）火焰喷涂火焰喷涂是利用燃气（乙炔、丙烷、天然气等）及助燃气体（氧）稠浊燃烧作为热源，喷涂材料则以一定的传送办法进入火焰，加热到熔融或软化状态，然后依赖气体或火焰加速喷射到基体上。
火焰喷涂根据喷涂材料的不同，又分为丝材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。

火焰喷涂设备大略、操作方便、本钱低，但其喷涂层强度不高。
热影响区和变形较大，因此常用于低强度模具表面形状修复，使模具利用寿命延长。

（2）运用 五菱汽车株式会社利用火焰喷涂NiCr60A修复汽车大梁成形模，陕西咸阳偏转线圈集团公司采取火焰喷涂30Cr13修复入口绕制线圈模具，均取得了较好的效果。

　　2.等离子弧喷涂与运用

（1）等离子弧喷涂等离子弧喷涂因此氮气（N2）、惰性气体如氩气（Ar）等作为事情介质，在专用的喷枪内发生电离形成热等离子，再将进入该等离子弧区的粉末状涂层材料熔融、雾化，并高速喷送到被涂工件表面，形成涂层。

等离子弧喷涂热源能量密度较高，可用于模具表面改性处理，或用于微量磨损模具表面修复，但喷涂层与基材之间为机器结合，因此多用于非冲击载荷条件下的模具表面改性及形状修复，例如在热作模具表面等离子弧喷涂钴基合金，利用寿命可延长两倍。

（2）运用在工具钢制作的高熔点金属挤压模具上等离子弧喷涂0.5~1.0mm的氧化铝涂层，可将利用温度从1320℃提高到1650℃，喷涂氧化锆涂层，挤压温度可达2370℃，模具的利用寿命可延长5~10倍。

　3.超声速喷涂与运用

（1）超声速喷涂超声速喷涂得到的喷涂层与基材之间结合强度高，因此可用于中等冲击载荷浸染下的模具表面改性及修复，且修复后模具不须要或减少机加工就可以利用。

（2）运用广州有色金属研究院采取超声速喷涂硬质合金工艺，使Cr12钢拉深模修模频率从500件/次提高到700件/次，模具寿命提高3~8倍。

该技能已被一汽集团公司成功用于拉深模主要事情面的表面改性，模具利用寿命明显提高。

　二、电刷镀修复技能

电刷镀是在常温和无槽条件下，在工件局部表面快速电化学沉积一种金属或合金镀层方法。
电刷镀具有设备大略、工艺大略、操作灵巧、沉积速率快、镀层表面粗糙度值低、镀层硬度与耐蚀性高档优点。
采取电刷镀方法，不仅可使模具寿命提高4倍旁边，还可对磨损模具再修复处理，如模具型腔表面的局部划伤、拉毛沟槽、锈斑磨损等毛病的修复。
修复后模具表面的耐磨性、硬度、表面粗糙度等都能够达到原来的性能指标。
同时，电刷镀用度低，一样平常只占模具本钱的0.5%~2%。

当代化的电刷镀技能可以在不拆卸模具的条件下，完成对模具表面的修复，而且能够担保修复后的事情面仍有足够低的表面粗糙度值。

以CrWMn钢型腔模局部拉毛沟槽的电刷镀修复为例进行描述。

　1.电刷镀装置

电刷镀装置如图1所示。

　2.电源

由主电路和掌握电路组成。
主电路输出为单向220V，互换电经由降压和整流后，输出100Hz脉动直流电源。
输出的电压可以无级调节，常日为0~25V。
掌握电路通过所耗的电量，可以掌握镀层厚度。

　3.电刷镀溶液

（1）预处理溶液其一，电净液。
用来肃清金属表面的油污。
其配方如下：NaOH（C.P.）35~50g/L，Na2CO3（C.P.）40~45g/L，Na3PO4·12H2O（C.P.）140~180g/L，NaCl（C.P.）4.4~5g/L。
该溶液pH=12~13。

其二，活化液。
有A、B两种活化液可分别利用。
初次活化选用A活化液，使金属的表面晶格完备显露出来，再次利用B活化液，肃清黑灰色碳化物，使基体呈银白色。
A活化液配方：H2SO4（C.P.）80~85g/L，（NH4）2SO4110~120g/L。
该溶液pH＜2。
B活化液配方：Na3（C6H5O7）·2H2O（C.P.）142~145g/L，H3（C6H5O7）（C.P.）90~100g/L，NiCL2·5H2O（C.P.）2~5g/L。
该溶液pH＝4。
式中，C.P.表示化学纯，Na3（C6H5O7）·2H2O为柠檬酸钠，H3（C6H5O7）为柠檬酸。

（2）金属溶液其一，分外镍溶液。
该溶液能够改进金属基体的可镀性，提高基体与事情层的结合强度，一样平常为1~3μm。
其配方如下：NiSO4·6H2O380~400g/L，NiCl2·5H2O14~20g/L，H3（C6H5O7）30~70g/L，HCl20~40g/L。
该溶液pH＝1。

其二，快速镍溶液。
该溶液沉积金属的速率快，模具修复后的硬度为52HRC旁边，有良好的耐磨性和耐蚀性，与CrWMn钢模具基体有良好的结合力。
其配方如下：NiSO4·6H2O250~300g/L，K3（C6H5O7）80~130g/L，缓冲盐A40~60g/L，缓冲盐B20~30g/L，添加剂0.1g/L。
该溶液pH＝7~8。

　4.操作流程

表面预处理（钳工修复模具的沟槽表面，利于镀笔打仗凹槽部位；修复部位修形后，用砂布打磨，表面粗糙度Ra在6.3μm以下；丈量出要修复的金属厚度，并用绝缘漆或涤纶胶带保护非修复区）→电净（模具接负极，镀笔接正极，用电净液去除修复表面的油污，电压10~20V，韶光10~30s）→自来水冲洗→活化（利用A活化液，电压6~12V，韶光5~30s，表面呈黑灰色）→自来水冲洗→活化（利用B活化液，电压15~25V，韶光5~30s，表面呈银白色）→打底层（选用分外镍溶液，电压8~12V，相对擦拭速率15mm/min旁边，镀层厚1~3μm）→自来水冲洗→镀事情层（选用快速镍溶液，电压8~15V，相对擦拭速率15mm/min旁边）→自来水冲洗→钳工修整（达到所需的形状和尺寸）。

　三、激光熔覆修复技能

激光熔覆是利用高能激光束在金属表面辐照，使涂覆材料熔化，与基体结合并迅速凝固，在基材表面形成一层具有分外物理、化学或力学性能的材料。
激光熔覆技能现在不仅可对成形模具进行表面修复，也可对已加工成形的模具进行表面改性。
激光熔覆特点为：①激光加热和冷却快，熔覆层组织眇小且致密。
②激光束的能量密度高，激光熔覆对基材的热影响小，变形小，不毁坏基体的力学性能。
③可有效对局部区域进行改性或修补缝隙、崩角及磨损的密封边。
④激光束的功率、位置和形状等能够精确掌握，易实现选区乃至微区熔覆精密修复，用极小的本钱在模具的不同部位实现不同的力学性能。
⑤对基体材料的哀求低，在多数材料上都可以运用此项技能。
⑥可实现较大面积和较深厚度的修复。

1.常用熔覆材料

目前，激光熔覆常采取的材料紧张有自熔性合金材料、碳化物弥散或复合股料等。

2.激光器的选择

目前，利用较多且效果较空想的是CO2激光器，这种激光器功率大，能量分布均匀，特殊适用于大面积熔覆。

　3.激光熔覆的工艺流程

激光熔覆按熔覆材料的供给办法大致可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
预置式激光熔覆是将熔覆材料预先置于基材表面的熔覆部位，然后采取激光束辐照扫描熔化；同步式激光熔覆则是将熔覆材料置于直接送入激光束中，使供料和熔覆同步完成，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，个中以粉末的形式最为常用且相对成熟。

（1）预置式激光熔覆的紧张工艺流程：基材熔覆部位预处理→预置→熔覆处理→预热→激光熔化→后热处理。

（2）同步式激光熔覆紧张工艺流程：基材熔覆部位预处理→送料→激光熔化→后热处理。

4.运用

大众桑塔纳汽车行李箱横梁拉深凹模表面激光修复。
修复部位：模具两端圆弧角；基体材料：球墨铸铁；修复后的性能哀求：耐磨，硬度50~55HRC；修复厚度3mm旁边。

下面以5CrMnMo钢模具的激光修复为例进行描述。

（1）激光修复系统激光修复技能是集高功率激光、打算机、数控机床、CAD/CAM、前辈材料、数控技能等多科学运用技能。
激光修复过程如图2所示。
其一，同轴送粉装置。
送粉装置由送粉器和同轴送粉嘴组成。
在送粉器的粉斗下部，由于平衡气压的浸染形成气固两相流化，并从导管开孔，随载气运送粉末。
送粉量由运送气体的压力调节，拓宽了送粉范围，实现从5~150g/min均匀连续可调送粉，送粉精度高达±5%。

其二，模具修复过程的掌握。
采取红外测温技能来检测激光加工区域的温度场，结合温度场标定结果推导呈现实的温度场信息，来掌握激光器功率输出值以及CNC机床的运动速率，以保持熔池温度稳定，避免模具由于过热或温度不均产生裂纹、气孔等毛病。
采取比色测温仪进行测温，其光路系统选用单台相机，切换不同滤色片的单通道图像记录办法。
滤光片及其掌握担保两个滤光片交替置于数字相机图像记录光路中，移动相应韶光＜10ms，由打算机掌握的高精度步进电动机实现准确定位。

（2）激光修复模具工艺参数激光修复工艺参数紧张有激光功率P、扫描速率vs、送粉速率vf、熔池温度等。
激光修复过程中，须要掌握熔化材料的熔点（取基体、粉末材料两者最高熔点）Tm＋（50~100）℃。
参考温度场打算，理论上P值取1~2kW、vs为2~4mm/s可知足哀求。
至于熔覆层表面不平度，可通过调节送粉量实现其最小化。

（3）激光修复设备采取横流连续波5kW-CO2激光器，光速模式为多模，光斑直径为4mm，基体材料（模具）为5CrMnMo钢。
由于Ni合金粉流动性好，与基体相结合后表面光洁，价格适中，故选用了Ni60镍基合金粉末材料，其化学身分如附表所示。
选定激光功率P为1.5kW，vs＝3.2mm/s，vf＝310mg/s。

（4）工艺在激光修复模具过程中，在工艺参数P＝1.5kW、Vs＝3.2mm/s、Vf＝310mg/s，熔覆层厚度1~2mm，可得到较空想的表面质量。
为防止模具表面涌现裂纹，可以对模具进行200℃×2h的预热处理。
在修复过程中可以利用氩气侧吹保护激光熔覆部位。
实际用于模具修复须要借助激光修复系统的掌握部位，不断调节送粉速率vf，战胜熔覆层表面的凸凹不平。

（5）考验结果经考验激光熔覆层组织，在相称宽的范围内可得到组织均匀、眇小致密和性能精良的修复层。
通过优化工艺参数、基体预热的方法可以提高模具修复质量。

　四、堆焊技能与运用

堆焊技能事理是将添补金属焊接在模具破坏处的表面上，以得到所哀求的性能和规格。
对模具进行堆焊修复可大大降落本钱，缩短生产周期，因而堆焊技能得到了广泛运用。
按工艺方法分为电弧堆焊和火花堆焊。
常日在堆焊后进行去应力退火，以防裂纹的产生。

由于市场竞争的须要，新产品的试制周期哀求很短，每每对曾用于大批量生产过的旧模具通过改制翻新来代替试制用模具。
有时在试制过程中还要改变产品的形状，都需对模具进行修整。
模具的修整，常日哀求所用材料要具有良好的堆焊加工性。
析出硬化钢一样平常都能进行堆焊加工。
堆焊部位的切削加工、镜面加工和花纹加工性能与基体一样。

热锻模在利用一段韶光后，模腔发生磨损或变形而影响尺寸精度时，可进行补焊或机器加工翻新模具。

1.曲轴锻模局部堆焊修复

（1）模具的修复部位曲轴锻模最常见的失落效形式为模具凸缘部位（见图3，①~⑤处）磨损（见图4）、疲倦裂纹（见图4）、龟裂、脆性断裂和开裂、塑性变形（见图5）等。
凸缘部位磨损、变形、开裂、断裂，意味着整体模具寿命的终止。
为提高模具利用寿命，可履行模具局部堆焊，即对局部的疲倦裂纹、磨损、塑性变形采取堆焊技能进行修复。

（2）模具材料中小型锤锻模运用45Cr2NiMoVSi钢，大型锤锻模利用5CrNiMo钢。

（3）模具修复工艺首先，将模具进行整体预热，然后对干系部位堆焊。
对付疲倦裂纹和开裂的部位要将裂纹清理干净，再用模具钢焊条履行堆焊，末了入炉时效处理，肃清应力。
如果预热、堆焊和时效各工序合理，堆焊部位的寿命与基体基本相同，乃至更高。

　2.凸凹模刃口局部崩角堆焊修复

当凸模、凹模刃口局部有崩角时（见图6），可将崩掉的部分用与凸、凹模基体材料相同的焊条堆焊补上，堆焊后再按图样尺寸精度哀求加工，但加工应在表面退火后进行。

3.塑料模具型腔沿口磕碰修复

塑料模分型面型腔沿口磕碰产生如图7所示的缺口，修复的方法有补焊锉修复法和挤胀修复法（见图8）。
补焊采取氩弧焊接，修研由钳工完成。
挤胀修复法在缺口附近的钻孔直径一样平常为8~10mm，挤凸的型腔侧壁由钳工修整，堵头与分型面应修平。

4.40Cr钢制模具堆焊修复

（1）将模具表面污物清理干净，CO2气体保护焊，焊丝牌号H08Mn2SiA，直径0.8mm，焊接电流100A，电弧电压18~21V，采取短途经渡，先均匀迁徙改变模具零件于爬坡位引燃电弧施焊，使焊道以螺旋办法向前推进，以达到一周焊道受热均匀，防止模具零件变形波折。
（2）将模具零件表面温度掌握在200℃，焊后保温2h，空冷。

　5.淬硬型模具钢模具的堆焊修复

淬硬型模具钢的堆焊加工性能比火焰淬火专用钢要差得多，因而进行堆焊加工时，更易产生裂纹。
其裂纹的产生紧张与焊接后的冷速太快有关。
焊接时必须备有回火炉，对被焊接模具预先整体预热（480~520℃），然后进行快速焊接修补，再放入比预热温度高50℃的回火炉中保温。
放入炉中的焊接件达到保温韶光后，随炉冷至室温。
模具的修补工艺过程如图9所示。
同时，应选用与被焊接模具材料相适应的焊条。
在进行焊接操作时，为了简便起见，常用气焊焊炬把模具加热到一定的预热温度，但由于这种方法随意马虎使大的或形状繁芜的模具在预热过程中发生开裂，以是一样平常情形下不许可采取这种方法进行预热。
只有在模具经退火或高温回火后，才能用气焊焊炬预热和堆焊修复。

上述程序可大略归纳如下：

破损模具→退火或高温回火→焊接前预热（480~520℃）→快速焊接修补后加热（550~580℃）并随炉冷却→修复精加工→（热处理）→磨削或研磨→成品。

　五、模具修补机修复

模具修补机是修复模具表面磨损、加工毛病的高新设备。
模具修补机强化模具寿命长，经济效益好。
可以运用各种铁基合金（碳钢、合金钢、铸铁）、镍基合金等各种金属材料模具及工件的表面强化及修复并大幅提高利用寿命。

　1.模具修补机的事理

其是利用高频电火花放电事理，对工件进行无热堆焊来修补金属模具的表面毛病与磨损，紧张特点是热影响区域小，模具修复后不会变形，不用退火，无应力集中，不涌现裂纹，担保了模具的无缺性；也可以利用它的强化功能对模具工件进行表面强化处理，知足模具的耐磨性、耐热性、耐蚀性等性能哀求。

　2.运用范围

模具修补机可用于机器、汽车、轻工、家电、石油、化工及电力等行业，用于热挤压模具、温挤压膜具、热锻摸、轧辊以及关键零件等的修复与表面强化处理。

例如，可运用ESD—05型电火花堆焊修复机对磨损、碰伤、划痕的注射模补焊，以及对压铸模如锌铝压铸模的锈蚀、脱落、损伤修复。
机器功率900W，输入电压AC220V，频率50~500Hz，电压范围20~100V，输出百分比10%~100%。

六、其他修复技能

1.采取热处理紧缩工艺修复磨损的冷作模具

（1）冷镦模型腔磨损后，可用缩孔处理并重新淬火的方法予以修复，重新装机利用。
缩孔热处理工艺可采取将模具加热到600~650℃，然后使模具由外表面向中央冷却，在冷却到150℃旁边时，由于外表面的冷缩，可使模具中央产生压应力，并使型腔紧缩0.15~0.20mm。
紧缩后的模具，经由重新淬火处理后，即可再次利用。
一样平常在正常情形下，此法可处理2~3次，从而可以大大延长模具的总寿命。

（2）T10、T11钢制拉拔、拉深凹模，在事情中磨损超差后，可先经高温加热，然后重新常规淬火，可自行缩孔修复。

2.冲裁模凸凹模修复方法

（1）磨削修复方法当冲裁模凸凹模刃口崩刃小于2mm时，一样平常用磨削方法去掉崩刃部位，以达到修复目的。
采取此修复方法时，由于磨削余量较大，应采取切削液进行冷却，以防磨削时产生退火征象。

（2）刃块颠倒修复法当凸凹模拼块的刃口崩刃深度超过2mm、不宜用磨削方法修复时，可将刃块拆卸下来翻一壁再重新装置，以达到修复目的。
采取此法时，凸凹模拼块必须对称，高下面形状尺寸要完备同等，螺销孔是通孔。
为担保修理质量，必须把镶板上的圆柱销孔扩大5mm旁边，紧配销塞修平后，再固定拼块配作销孔。

（3）加垫块修复法一些凸凹模拼块，不能采取颠倒方法修复时，可用电火花、线切割方法，在高度方向切去崩刃部分，然后不才面加垫块后，重新装置来达到修复哀求。
修理时垫块形状尺寸可按拼块配做，一样平常略小于拼块尺寸0.1~0.2mm，而垫块厚度要略大于切去的厚度尺寸，一样平常厚度增加0.3~0.5mm，这样在装置后有一定的磨削余量。

（4）镶入修复法崩刃的深度大于10mm或刃口面在厚度方向有裂纹时，可以用镶入法来修复，由于这种裂纹不能用颠倒法或加垫块方法修理，故用线切割方法把有缺陷的部位切除，再镶入一个同样大小的刃块来修复。
为了担保刃块修复后有足够的强度，运用此修理方法的模具凸凹模拼块尺寸不能过小。
合营的办法一样平常采取无间隙合营，为防止镶入后拼块胀裂，镶入时不能有过盈，如果有间隙时，可用粘结剂粘牢。
合营部分的形状一样平常有圆形和燕尾形两种。
镶块在镶入前先要油修一下，再轻轻压入。
镶块的材料可利用其他报废模具的刃块。

（5）金属圈紧固修复法当整体式凹模涌现裂纹时，可在外表面用一个金属圈紧固使其恢复原尺寸。
对付有些尺寸较小的组合式凹模拼块松动时也可采取此方法。
紧固金属圈的材料可用Q235A钢，厚度低于凹模5mm旁边。
为便于加工和装置，金属圈与凹模可采取0.1mm旁边的间隙合营，金属圈套入凹模后用螺钉固定于模座上，四周合营处用扁錾铆紧，使凹模规复到哀求尺寸。
图10为金属圈紧固法示意。

转载请注明：片头模版 » 模具的修复技能与应用