文／張海·濟(jì)南灃鈦焊接有限公司

鍛造模具整體堆焊修復(fù)最新技術(shù)介紹

文／張?！?jì)南灃鈦焊接有限公司

濟(jì)南灃鈦焊接有限公司(原濟(jì)南漢默特種焊接有限公司）在2000年將國(guó)外先進(jìn)的鍛模修復(fù)技術(shù)引進(jìn)到國(guó)內(nèi)，到目前已有近15年的模具焊修經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)多年的技術(shù)積累以及與廣大鍛造企業(yè)的交流合作，我們已形成了一套適合國(guó)內(nèi)模具情況的焊接修復(fù)技術(shù)。下面是我們對(duì)鍛模焊修技術(shù)進(jìn)行的歸納和總結(jié)，包括最新的國(guó)外鍛模修復(fù)技術(shù)，希望可以給鍛造企業(yè)在模具制造和修復(fù)方面帶來(lái)更多的啟發(fā)，推動(dòng)鍛造企業(yè)進(jìn)一步降低成本，提高生產(chǎn)效率。

整體堆焊修復(fù)方式的優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于傳統(tǒng)的落面翻新或者更換成更高合金含量的模具鋼來(lái)提高模具壽命的方法，整體堆焊修復(fù)方式有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：

⑴無(wú)需更換成高合金基材開(kāi)新模來(lái)提高壽命。目前國(guó)內(nèi)大、中型鍛模一般采用5CrNiMo制造，小型鍛模一般采用H13制造，為了進(jìn)一步提高鍛模的使用壽命，鍛造企業(yè)一般從模具基材入手進(jìn)行改進(jìn)，比如大、中型模具基材從5CrNiMo換成B2等，雖然這樣提高了一定的模具使用壽命，但是購(gòu)買原材料的費(fèi)用也相應(yīng)有所提高，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。整體堆焊修復(fù)方式是模具使用5CrNiMo作為基材，型腔采用合適的焊材進(jìn)行焊接，這樣可以成倍地提高模具的使用壽命，從而大幅降低了模具費(fèi)用。

⑵廢舊模具的重新利用。鍛造企業(yè)每年都有大量模具報(bào)廢淘汰，常用的方法是以很低的價(jià)格將這些模具處理掉，實(shí)際上這是一種資源的巨大浪費(fèi)，這些模具大多數(shù)都可以通過(guò)整體堆焊修復(fù)重新利用，包括對(duì)舊模具進(jìn)行更改變換成目前產(chǎn)品的模具，這樣可以大大縮短開(kāi)新模的周期。

⑶減少了模具的儲(chǔ)備數(shù)量和生產(chǎn)線停機(jī)換模次數(shù)。整體堆焊修復(fù)模具的壽命一般可以提高1～3倍甚至更多，因此可以減少模具的儲(chǔ)備數(shù)量，節(jié)省購(gòu)買模塊的資金，并減少相應(yīng)的開(kāi)新模的費(fèi)用。模具壽命的提高使生產(chǎn)線停機(jī)換模的次數(shù)也相應(yīng)減少，鍛造線的生產(chǎn)效率得到了顯著提高。

⑷提高了鍛件的外觀質(zhì)量，減少了后續(xù)機(jī)加工費(fèi)用。整體堆焊修復(fù)的模具紅硬性更好，因此生產(chǎn)同樣數(shù)量的鍛件，產(chǎn)品的精度高、外觀好、合格率高，大幅降低了鍛件后續(xù)機(jī)加工的費(fèi)用。

⑸可以快速、高質(zhì)量地修復(fù)各種大型的設(shè)備部件，如錘頭(圖1）、錘砧、夾持器、模座等。這些部件如果新制的話，會(huì)需要大量的資金和很長(zhǎng)的制造周期。

新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)使用的鍛模整體堆焊修復(fù)技術(shù)的工藝流程為：焊前型腔清理→模具450℃預(yù)熱→焊接→焊后450℃?；＞呖绽洹?30～570℃回火(1～2次）→空冷至室溫→機(jī)加工。新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)省略了回火這個(gè)環(huán)節(jié)，從而較目前國(guó)內(nèi)使用的整體堆焊修復(fù)技術(shù)增加了以下幾方面新的優(yōu)勢(shì)：

⑴節(jié)省了修復(fù)時(shí)間和回火費(fèi)用。

省略了回火工序，也就省略了后續(xù)的加熱、保溫、緩冷的過(guò)程，這一過(guò)程對(duì)應(yīng)不同大小的模具可以節(jié)省2～5天的時(shí)間，對(duì)很多企業(yè)來(lái)說(shuō)模具的制造周期一般都比較緊張，時(shí)間的節(jié)省可能更為重要。

⑵提高了電爐的利用率。

省去了回火工序，只進(jìn)行450℃的?；ば颍；臏囟群湍＞哳A(yù)熱的溫度同為450℃，這等于說(shuō)預(yù)熱和?；梢栽谕粋€(gè)電爐中進(jìn)行，這對(duì)于焊接數(shù)量大的中、小模具非常合適，先焊接的模塊可以提前結(jié)束整個(gè)工藝過(guò)程，出爐騰出空間加入新的需焊接的模塊，也就是說(shuō)，可以不分批次地不斷加入需焊接的模塊，形成一個(gè)不間斷的循環(huán)過(guò)程，這大大提高了模具的修復(fù)速度和電爐的利用率。

⑶不會(huì)造成模具基材退火，從而可以將模具基材全部換成5CrNiMo。

我們從事模具焊接修復(fù)已經(jīng)接近15年，有一個(gè)問(wèn)題一直影響模具焊修的效果，大、中型模具國(guó)內(nèi)基本采用5CrNiMo基材制作，但它的紅硬性一般，基材的硬度會(huì)隨著不斷地焊修出現(xiàn)大幅度的降低，很多模塊的硬度在修復(fù)后都已經(jīng)降低到30HRC左右，這對(duì)修復(fù)后的模具使用壽命造成了較大的影響，而新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)只進(jìn)行450℃?；惯@一問(wèn)題得到了根本的解決。

在小型壓力機(jī)模具方面，國(guó)內(nèi)一般采用H13基材制作模具，價(jià)格較高，模塊容易開(kāi)裂，原來(lái)的焊修工藝要求570℃回火，焊材硬度是55～58HRC，這樣模具壽命雖然提高了，但開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)更高，因此一直不被企業(yè)接受。而采用新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)，小型壓力機(jī)模具也可以采用5CrNiMo作為基材，熱處理后硬度控制在45HRC左右，焊材硬度控制在52HRC左右。采用新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)，基材硬度不受影響，取得了很好的效果。

綜上可以看出，對(duì)于新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，大、中、小型模具都可以采用5CrNiMo作為基材，只要型腔采用適合的焊材即可，后續(xù)還可以再反復(fù)使用焊接的方式進(jìn)行修復(fù)，這比單純地更換更高合金的模具材料開(kāi)新模更為經(jīng)濟(jì)和有效。

⑷減少了焊材的用量。

正如前面所述，傳統(tǒng)的模具焊修工藝會(huì)造成模具基材退火軟化現(xiàn)象，為了彌補(bǔ)這一問(wèn)題，就需要來(lái)加厚模具的焊材層，有些模具的型腔清理尺寸達(dá)到了25mm，尺寸的擴(kuò)大大幅增加了焊材的用量，提高了模具的修復(fù)成本。而新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)由于模具基材的硬度有了保障，一般情況下只需要焊接12mm厚度的焊材即可，降低了模具的焊修成本，增加了這一技術(shù)對(duì)鍛造企業(yè)的吸引力。

⑸減少了機(jī)加工費(fèi)用。

新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)所用焊材的硬度較原焊材低，焊后大、中型模具的硬度在45HRC左右，小型模具的硬度在52HRC左右，這對(duì)機(jī)加工非常有利，解決了很多鍛造企業(yè)反映的焊接模具硬度高造成的機(jī)加工刀具費(fèi)用高、工時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題。

⑹進(jìn)一步提高了模具的壽命。

新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)所用的焊材具有更好的韌性和紅硬性，可以承受型腔溫度劇烈的波動(dòng)，比如極端的噴水冷卻型腔的情況，因此新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)修復(fù)的模具的壽命較原來(lái)的焊修工藝可以提高30%～50%。

模具整體堆焊修復(fù)工藝流程如圖2所示，其中綠色部分表示新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)的工藝流程，而綠色部分＋紅色部分表示目前國(guó)內(nèi)使用的整體堆焊修復(fù)技術(shù)的工藝流程，可以看到，新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)所耗用的時(shí)間有大幅的縮短。

圖3 采用新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)修復(fù)的16t錘前軸模具

■ 表1 16t錘前軸模具采用原工藝、新工藝修復(fù)的成本對(duì)比情況

圖4 不同焊修工藝模具壽命對(duì)比

應(yīng)用實(shí)例

下面以16t錘前軸模具為例介紹一下新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。采用新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)修復(fù)的16t錘前軸模具如圖3所示，16t錘前軸模具采用原工藝、新工藝修復(fù)的成本對(duì)比情況見(jiàn)表1。

由表1可以看出，相對(duì)于原工藝，采用新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)修復(fù)的16t錘前軸模具的單件鍛件模具費(fèi)用減少了41%。不同焊修工藝的模具壽命對(duì)比與單件鍛件模具費(fèi)用對(duì)比如圖4、5所示，由表1及圖4、5可以看出，采用新型整體堆焊修復(fù)技術(shù)修復(fù)模具可有效提高模具的使用壽命、降低單件鍛件的模具費(fèi)用。

圖5 不同焊修工藝單件鍛件模具費(fèi)用對(duì)比

結(jié)束語(yǔ)

鍛模整體堆焊修復(fù)技術(shù)目前已經(jīng)被國(guó)內(nèi)鍛造企業(yè)普遍接受，該技術(shù)的不斷進(jìn)步給鍛造企業(yè)節(jié)省了大量的模具費(fèi)用，同時(shí)提高了鍛造生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，減少了鍛件后續(xù)的機(jī)加工費(fèi)用。隨著企業(yè)對(duì)控制生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的重視，相信會(huì)有更多的鍛造企業(yè)采納這一技術(shù)。