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汽车半轴热摆动辗压模的快速修复

前言

汽车、摩托车所用模具种类繁多，包括钢铁、塑料和各种有色金属材料的压铸模、挤压模、冷成型模和热锻模等，而且种类繁多，型面复杂，制造技术要求高，难度大、成本昂贵，多为单件或小批量生产。模具制造时，稍微出现各类表面缺陷就会影响所生产的零部件的精度和可装饰性。为此，寻求可靠而经济的模具修复方法，已成为材料工作者共同关心的课题[1~2]。近年来，随着我国汽车、摩托车工业的快速发展和技术的不断创新，模具修复方法已从最初的常温轻载模具，发展到如今的高温重载模具（如汽车半轴摆辗压模头等）。在修复模具表面缺陷的同时，还可以按模具使用工况的要求，赋予模具其它性能，如脱膜性能、耐蚀性能、耐高温氧化性能、耐热振性能等[3~5]。

1.试验方法

原材料为5CrMnMo的汽车半轴摆动辗压模具调质后表面淬火，表面硬度达50～55HRC。使用过程中，由于不断辗压高达1300℃高温的工件，工件的热量不断传给模具，使得模具表面软化。为了克服因升温造成的软化，不得不在使用过程中不停地对模具进行水冷。长期使用后，造成模具表面产生多处浅裂纹、蚀坑和表面块状剥落。

为了解决这一问题，采用氧—乙炔火焰喷焊镍、铬、碳化物混合粉末，对模具表面采用喷焊修复工艺，其工艺流程如下：

1）表面预加工，除去待修复表面的热疲劳腐蚀层和裂纹；

2）经超声波探伤确保模具无裂纹等缺陷（如发现浅裂纹则可修复，大面积穿透到2020年预估需要200亿元裂纹应作报废处理）；

3）模具表面预热，预热温度为250～280℃；

4）喷粉与重熔，采用边喷焊边塑胶地板重熔，即一步法完成，以保证模具表面平整光滑；

5）喷熔后处理，喷熔后缓冷。

采用金相显微镜和JSM-6460LV扫描电镜对喷焊修复区微观组织进行了分析。

2.结果分析与且出油少、有气泡讨论

图1和图2显示了采用和基体相计米器同的材料和处理状态、相同的喷焊工艺制成试样的显微组织；图3和图4显示了用扫描电镜能谱分析喷焊层中基体和碳化物中合金元素的成份。从图中可以看：喷焊层和基体呈冶金结合，且界面处出现一个细晶粒区有利于提高界面和基体的结合力。由工程保洁能谱分析可知：喷焊层基体主要成份为专业运动Ni、Cr及碳化物组成。基体中的Ni和Cr可以有效地提高模具的热强性和耐曾今多么封闭的行业热疲劳性能，而碳化物主要为Cr、W元素形成的碳化物，这些碳化物的存在可提高其硬度和耐磨性。修复后的模具表面喷焊层的硬度为60～65HRC，经2年的连续使用，表面光亮，未出现变形和裂纹等缺陷，现仍在继续使用。

3.结论

采用喷焊方法，可以现场快速修复汽车半轴摆动辗压模具，采用喷焊修复工艺可得到硬度为60～65HRC的模具表面修复喷焊层，该喷焊层和基体结合牢固，表面硬度高，耐磨、耐热疲劳、耐腐蚀、耐冷热冲击，模具经2年的连续使用，表面光亮，未出现变形和裂纹等缺陷，现仍在继续使用。

主要参考文献：

1.赵文轸.材料表面工程导论[M]，西安：西安交通大学出版社，1998

2.徐滨士, 刘世参.表面工程[M]，北京：机械工业出版社，2001

3.肖红军, 彭云, 马成勇等.激光表面改性[J]，表面技术，2005，34（5）：10～12

4.叶宏, 孙智富, 宾胜武.用高效硬铬刷镀技术强化及修复模具[J].材料导报，2004，18（8A）：265～267

5太阳能电池未来成长可期. 宾胜武 电刷镀技术[M]，北京；化学工业出版社，2004

*重庆市自然科学基金项目（编号：CSTC 2005BB3080）

赵纬霖（1961-），女，重庆人，实验师，主要从事材料学科的实验教学工作。联系地址：重庆工学院材料科学实验室，重庆400050；联系：，E-mail: zhaowl_cq @(end)