激光熔覆技术与工艺在冲压模具上的应用

激光熔覆技术

激光熔覆技术在21世纪是一个新开发的一种表面处理技术,它的基本原理是破坏磨具磨削后工件表面磨削工件表面的金属粉末均匀坑后,利用高能量密度的激光束是基层表面合金镀层具有不同衬底材料成分和性能的合金层。涂层材料与母材表面形成完整的冶金联合体，这个工艺主要适用于模具、齿轮、轴承、轮毂、发动机、化工和冶金等。激光处理技术还包括激光淬火和激光强化技术，它的成功开发极大地提高了模具和金属件的使用寿命和产品质量，在国民经济的各个部门中占有越来越重要的地位。

相关研究人员,带头超高速度激光熔覆技术引入中国市场,与研究机构紧密合作进行超快激光熔覆技术产业化升级,不断提高技术水平,促进其核心组件的功能,如输送粉末喷嘴耐久性、粉末利用率、送粉精度等。在原有高精度同轴送粉喷嘴的基础上，正式推出了高效、高汇聚性的送粉喷嘴。给粉效率可达5kg/hr以上，粉末利用率达95%。特殊的模块化设计大大降低了使用成本，使得丢失部件的更换极其简单，保证了过程的重复性。喷嘴大小也可根据维护位置灵活调整。新研制的超高速激光熔覆加工头，通过设计特殊的光路调节系统，实现光与粉末在空间的理想相互作用，使粉末熔化更加稳定，能量利用更加高效。

激光熔覆因其严重的环境污染和缺乏耐磨性，已成为取代电镀硬铬的主要方法之一。激光熔覆技术在镀层厚度、耐磨性、耐腐蚀性等方面优于电镀硬铬层。是取代电镀硬铬层的首选工艺。

激光熔覆工艺

激光熔覆技术的基本工艺流程应用在模具领域如下:模具表面检查和维护计划确认→模具表面油清洗→选择合理的涂料和工艺参数根据硬度要求→包覆处理→模具表面修复治疗后,交货前检验。各工序的步骤及注意事项如下:

1. 模具表面检查和维护计划确认

检查模具是否有裂纹、应变、凹坑，待处理部位是否为平面或R角，根据不同问题确定修复方案，对待处理部位进行适当打磨。

2. 清洁模具表面的油脂

用清洗液清洗，去除氧化皮、油污、油脂、油漆等，提高表面包覆效果。

3.根据硬度要求选择合理的涂层和工艺参数

根据维修计划和客户要求，选择合适的功率、焦距、色斑和涂料(如铸铁用铁粉)。

4. 包覆处理

涂层均匀铺展在设备上后，激光发出激光束，通过内透镜折射激光束作用于被加工表面，使涂层与基体材料表面形成完整的冶金结合。

5. 模具表面处理后修复

金属化表面由钳工抛光、抛光，确保模具间隙和表面粗糙度满足要求。

6. 发货前检查

测试处理后的硬度和表面粗糙度是否符合客户要求。如果没有，就必须重做。

激光熔覆的工艺特点如下:

1. 涂层结构均匀，涂层精细，不良率低。

2. 涂层硬度高，硬度可达50 ~ 62HRC，具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。

3.涂层与基体采用冶金结合，结合强度高。

4. 根据不同条件，涂层厚度可达0 ~ 10mm。

5. 涂层材料可以是金属和合金或金属陶瓷。

6. 基体材料是各种钢和铸铁，也可以是其他金属和合金。

7. 可形成底层、中层和外层组成及硬度梯度涂层。

8. 基体热影响面积小，热变形小。

其优点是稀释率低;它对基体的热影响不大。与基体表面冶金结合，结合强度95%以上;熔覆层和基体均匀，无粗铸组织。熔覆层及其界面结构良好，晶粒较细。无空洞、夹杂裂纹等缺陷;在激光加工过程中，基体材料表面仅发生微熔，激光加工后无热变形。熔覆层与基体具有良好的润湿性能，结合强度高，易于实现自动化。