锻模的堆焊修复再利用 (2).doc

锻模的裂纹堆焊修复再利用王东贺宁夏天地奔牛实业有限集团公司 结构件分厂 摘 要：介绍了锻摸堆焊修复再利用的工艺方法和相应的工艺参数。关键词：锻模 堆焊 修补我公司是国内煤矿输送设备重点生产厂家之一，生产的产品部分重要零部件均用模具锻造成型。随着市场需求的增加，产品更新换代的加快，锻造模锻件品种和产量的大幅增长，造成锻造模具的使用和模具的修复量及修复频次也相应的大幅增加。原传统的锻造模具修复、工艺方法和手段已无法满足产品生产需求成为制约企业发展的瓶劲。我公司锻模材料均为(5CrMnMo), 5CrMnMo是典型的热锻模具钢，常用于制造中小型热锻模具，在高温、高速、急冷急热条件下工作，经常出现诸如表面裂纹、凸起部分塌陷、模膛内掉块、破损等现象, 出现以上情况后,传统的方法是对锻造模具 先进行降面加工10mm后进行电解加工型腔及采取加工方法去除裂纹，造成一副整体锻模降面4-5次后整体模具不能再修复利用，模具往往就只能报废，因模具基材价格昂贵就造成了原材料极大的浪费，是模具制造成本大幅增加。原传统的锻造模具修复使用的方法，已无法满足生产对锻造模具的使用要求，严重制约了企业的发展和经济效益的提高。公司与专业厂家合作，选用新型模具修复特殊焊材，采用模具修复新工艺、新技术通过小批量锻模修复工艺试验后，修复技术得以推广应用，达到预期的目标，取得较好的经济效益和社会效益。锻造模具的修复方法及焊接工艺的选择：1、焊接母材5CrMnMo属亚共析钢，含碳量在0.5%0.6%之间，使用状态为调质后硬度在HRC3545之间的回火索氏体，其化学成分如表1所示表1 5CrMnMo刚化学成分 (%)CSiMnCrMoSPCeq0.50.60.250.601.201.600.600.900.150.300.030.030.871.175CrMnMo含碳量高, 可焊性差, 5CrMnMo钢焊修后, 用作热锻模时会在熔合线附近产生较大的交变热应力, 要求熔敷金属既具有足够的强度和韧性, 又具有较好的抗疲劳裂纹扩展的能力, 选择以马氏体为基体的组织。马氏体组织还可以通过适时的合金化来控制其硬度, 使焊后的硬度不是很高, 经时效处理后析出弥散的硬化质点, 满足5CrMnMo热锻模工作时的硬化要求。2、焊前准备由于锻模在使用过程中, 反复加热冷却, 锻件与模腔接触面积大、时间长, 造成锻模出现龟裂和型腔下陷。因此, 在堆焊前必须用风铲铲除龟裂,然后将清铲的边缘用砂轮打磨。清理干净油污及其它脏物。尖角部位都应磨成圆角, 垂直面应气刨成1015斜面, 产生裂纹处应将裂纹全部气刨成“U”沟槽。用清渣枪清理干净，无法用焊枪施焊部位，用焊条焊焊成，电焊条容易吸潮, 使用前应在专用烘干箱内烘干（或预热后的模具上）。烘干温度为3504000 , 保温1小时以上。3、锻模预热5CrMnMo模具钢焊接性能较差, 堆焊时容易产生开裂、夹渣、层间剥落等缺陷。因此, 在堆焊前, 首先对被堆焊的模具进行预热,将炉温设置为450500, 待炉温450时，工件整体入炉，恒温条件下保温8-10小时，待工件整体温度达到450以上时施焊。4、焊接设备及焊接工艺参数焊机的选择和堆焊电流的大小选用直流焊机, 采取直流反接法即可有效的控制线能量, 并且因负极区温度低, 电流冲击能量小, 从而取得较好的堆焊层。堆焊电流过大、过小都会直接影响堆焊的质量。4.1焊接设备表4 焊接设备及辅助工具序号名称型号产地备注1焊机Dimension812美国Miller2送丝机S-74美国Miller3冷却水箱Collmete3美国Miller4气保焊枪RB610D德国Binzel水冷5气保配比器292MX美国Ggentec6测温仪ST607清渣枪KTD28气动敲击锤LTD34、2焊材的选用及规格表5 焊材及使用范围焊材型号规格硬度适用范围725CW2.4HRC30-35抗拉强度高，防破裂韧性好，用于模具深度裂纹的燕尾的修复，对焊枪无法施焊处用725CW（4.2）焊条焊材型号规格硬度适用范围455CW2.4HRC44-48耐热磨损、耐热冲击抗龟裂、抗氧化用于大型模锻锤上部焊接750CW2.4HRC50-54耐热磨损、抗张力强度高、抗氧化用于飞边及桥部焊接4.3焊接材料及工艺参数表6 焊材型号及工艺参数焊材型号规格电流电压725CW2.4310-48031-37735CW2.4310-48031-37455CW2.4310-48031-37750CW2.4310-48031-375、堆焊方法待工件温度450时，工件出炉放置于适合焊接的位置，用石棉被包裹工件，只露出补焊位置同时四周围防风挡板。采取分区、分层的堆焊方法, 每堆焊一层, 用风镐垂直打击堆焊表面, 消除焊缝应力, 防止脆裂倾向。待焊缝表面清理干净后, 方可进行第二层堆焊。施焊期间应注意接头及弧坑等位置, 并应错开接头。特别对转弯、凹坑的地方, 必须彻底清除干净, 再焊下一层。焊缝与焊缝的搭接距离不小于焊缝宽度的三分之一。首先要注意焊缝两侧停留时间要相对长些，第二电弧不可太高,在确保视线良好的前提下采取短弧焊接。(1) 用725CW焊条逐层补焊裂纹，每层焊高5-10mm，每层焊完后立即用风镐逐层振动时效焊缝，消除焊接应力，并用清渣枪，清除焊渣。(2) 将裂纹补平后改用735CW焊丝补焊模膛底面逐层码焊，每层焊高5-10mm，每层焊完后方可补焊下一层，层间温度350，待堆焊至模膛1/2时改用455CW补焊，堆焊至低于桥部易损部位3-5mm,堆焊方法同（725CW施焊原则）(3) 桥部位置用750CW焊丝补焊，焊高高于桥部5-10mm,宽于3-5mm，施焊方法同（725CW施焊原则）如果在补焊过程中发现裂纹、气孔夹杂等缺陷，立即停止补焊，用气刨清除裂纹，重新修模补焊，如果工件温度低于350停止施焊，工件重新预热。6、锻模后热炉温设置为550，待炉温达到550时工件入炉，恒温保温8-10小时，出炉后用石棉被包裹缓冷至室温。7、结语锻摸堆焊修复再利用工艺是一种实际、有效、可行的方法, 对节约昂贵的模具钢, 提高模具利用率, 从而大大降低锻件生产成本和生产周期, 具有十分重要的意义。因此在锻造行业具有很大的推广价值并将带来显著的经济效益。参考文献(1) 郑宜庭.电弧焊.北京：机械工业出版社，2000.(2)胡特生. 电弧焊. 北京：北京航空航天大学出版社，1981.(3)田锡唐.焊接结构. 哈尔滨：