热锻模的性能要求与堆焊工艺要点-东光县东发金属钎焊材料厂
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热锻模的性能要求与堆焊工艺要点

2020-12-12 03:38:59

热锻模在工作过程中一方面受到炽热金属的摩擦作用,另一方面,被挤压的材料反作用给模具比较大的压应力。因此,热锻模在高温下应有较不错的强度、硬度和韧性。但实际生产中发现,不同设备、不同规格的模具,失效的方式差异很大,因此性能要求也应有所不同。

堆焊工艺要点

一、堆焊方法。

待模具温度≥450℃时,模具出炉放置于适合焊接的位置,用石棉被包裹模具,只露出补焊位置,同时四周围设置防风挡板。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,去除焊缝应力,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,需要全部清理干净,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。起先要注意焊缝两侧停留时间要相对长些,二电弧不可太高,在确定视线良好的前提下采取短弧焊接。

如果在焊补过程中发现裂纹、气孔、夹杂等缺陷,应立即停止补焊,用气刨清理裂纹,重新修模补焊,如果模具温度低于350℃,需停止施焊,模具重新预热。

二、焊后热处理。

为去除焊接应力,使模具硬度符合使用要求,堆焊后的模具要进行回火,回火温度为570℃,时间按照模具厚度1mm/25.4h进行。二次回火同一次回火,完成后随炉缓冷至室温出炉。

三、堆焊层的质量检验。

焊接过程中,每焊完一层都要用风镐敲击清理焊渣,仔细检查是否有表面裂纹、表面气孔、咬边、焊瘤、气孔、夹渣等缺陷,如果发现要及时清理干净重新进行焊接。

四、堆焊注意事项。

焊接过程中改成要控制电流,浮动不得超过15%,要随时根据焊接位置调整焊枪的角度控制电弧长度。时刻关注模具温度的变化,模具温度小于350℃,要果断停止作业,入电炉加热,待温度达到要求后,再次进行焊接作业。

五、堆焊材料的选用及工艺参数。

模锻时,模膛长时间接触高温锻件,温度高达200~300℃。模膛的角部或凸起部分等较薄部分的温度甚至高达500~600℃以上。此外,模膛的角部还要承受打击时产生的大冲击力和冷却液的爆发性燃烧,工作条件尤其恶劣。因此,要求锻模材料具有以下性质:耐热性和性高,有好的冲击韧性,易于进行热处理,不易走形,机械加工时的切削性能良好。

我国常用的锻模材料为5CrNiMo或B2钢,锻件批量小时也可以选择其他代替材料。

六、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,在堆焊前需要用风铲铲除龟裂,然后将清铲的边缘用砂轮打磨。清理干净油污及其他脏物。尖角部位都应该磨成圆角,垂直面应气刨成10°~15°斜面,产生龟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,用焊条焊成,电焊条易吸潮,使用前应先烘干,烘干温度为350~400℃,保温1小时以上。

七、锻模预热。

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,起先对被堆焊的模具进行预热,将炉温设置在450~500℃,待炉温≥450℃时,模具入炉,恒温保温8~10小时,待模具整体温度达到450℃以上时施焊。

我厂生产的一种曲轴,产品长度609mm,锻件重约41kg,因产品形状特别(平衡块有急拐且窄、深),锻模寿命较低,为了降低模块采购费用,对到达使用寿命的模具进行堆焊翻新,根据模具材质5CrNiMo的特点选用适当的焊材进行堆焊翻新。将到达使用寿命的模具进行清理,刨掉表面的疲劳层,将型腔打磨圆滑,入炉预热,升温到450℃,保温8小时,随后出炉用保温棉包裹。使用米勒焊机二氧化碳、氩气保护焊进行焊接,焊接过程中电压控制在36V,电流控制在550A左右。焊接完成后入炉进行去应力回火,DI一次回火温度为570℃,随炉缓冷,一次回火完成后进行二次回火,温度、时间同一次回火,缓冷至室温后出炉,检测硬度为dB=3.0~3.2,进行加工,加工完生产验证。生产过程中,严格控制模具预热温度在180~200℃,每生产一件对模具型腔进行随型润滑,后期生产1400件,与以往此套模具的平均寿命700件相比,此次堆焊翻新模具寿命提升了,达到了提升模具寿命、降低成本、提升生产速率的预期效果。

作为焊接领域中的一个分支,堆焊技术的应用范围尤其普遍,堆焊技术的应用几乎遍及所有的制造业,如矿山机械、输送机械、治金机械、动力机械、农业机械、汽车、石油设备、化工设备、建筑以及工具模具及金属结构件的制造与维修中。通过堆焊可以修理外形不合格的金属零部件及产品,或制造双金属零部件。采用堆焊可以延长零部件的使用寿命,降低成本,改进产品设计,尤其对合理使用材料(特别是贵重金属)具有重要意义。