激光熔覆在模具行业应用

模具工作一段时间后表面会因磨损、腐蚀等原因造成失效，通常都是直接报废，这必然造成巨大浪费。采用适当的方法进行模具修复对延长模具使用寿命有重要作用，模具修复技术种类较多，其中激光熔覆是应用比较广泛、效果也比较好的一类新技术。当前激光熔覆，尤其是激光熔覆技术在模具修复领域主要有如下应用：

  (1)压铸模具修复。金属压力铸造，尤其是轻合金的压力铸造在汽车、通讯等行业的产品上大量应用。压力铸造时熔融金属在高压、高速下充满模具型腔进而压铸成型，这一过程中模具反复与炽热金属接触，容易发生热疲劳、磨损、腐蚀等问题。虽然现在大量采用了各种表面强化技术对模具表面进行处理，但由于其工艺过程的特点决定，每年有大量的压铸模具因表面磨损、热裂纹和腐蚀等原因而不能再投入生产。这造成了巨大的浪费，对于这些模具就非常适合采用激光熔覆性能纳米涂层的方法进行修复，由于激光处理的快速熔凝特点和纳米涂层的***性，修复后的模具表面性能甚至可以优于新模具。比如某铝合金压铸企业采用激光熔覆修复的压铸模具使用寿命提高了1.5倍。

  (2)砂型铸造模具修复。传统砂型铸造历史悠久，但手工造型效率太低，对于如汽车零件等的大批量生产基本都使用金属模具自动造型。金属模具的磨损，也可以采用激光熔覆的方法进行修复。不过相对于其他模具，砂型铸造模具精度要求和修复难度要小的多，所以实际生产中大多使用原子灰或树脂进行快速修补，但长期使用效果显然不如激光熔覆涂层。

  (3)塑料模具修复。各种塑料模具，如注塑模、吹塑模等其表面也存在热疲劳及磨损腐蚀等问题，相对来说塑料模具较为复杂，精度要求也较高，所以其模具成本也较高，对这类报废模具的维修和强化就显得更有经济价值。

  (4)锻压模具修复。锻压，不论是热锻还是冷锻对模具要求都非常高。而且模具的工况也更恶劣，更容易出现各种问题，从而导致损坏报废。对这类模具也可以采用激光熔覆技术进行模具表面裂纹、缺陷和磨损等问题的修复，同时熔覆高性合金层对其表面进行强化。

  (5) 冲压模具修复。在金属材料冷冲压过程中，模具在压力机的作用下使金属材料发生塑性变形或分离，大批量生产时模具的磨损是较为突出的问题。可以使用激光熔覆的方法修复磨损或出现缺陷的冲压模具。比如锤锻模冲头在根部出现的热裂纹及桥部塌陷使用激光熔覆工艺进行修复，冲裁模具的冲头磨损也可以使用激光熔覆性能涂层进行尺寸恢复及性能强化。如对用于冲裁4 mm厚Q235板材的Cr12冲裁模，其裂纹和刃口剥落采用激光熔覆修复就取得了良好的使用效果。

  (6)其他应用。除了以上几类模具修复上的应用外，激光熔覆还可以广泛应用于其他模具或零件的修复上。比如冶金行业的轧辊，汽轮机叶片、阀门等。

  当前激光熔覆技术快速发展，其在模具修复行业应用越来越广泛，但其还存在一些共性问题需要解决，比如：熔覆裂纹的控制，熔覆材料的研发，熔覆工艺数据库的开发等。