一種環(huán)模的修復方法
【專利摘要】一種環(huán)模的修復方法，首先測量環(huán)模磨損尺寸，然后再去除環(huán)模內(nèi)表面疲勞層；將環(huán)模內(nèi)表面模孔添加棒料進行堆焊，堆焊后進行車削加工；采用機械混合方法將按比例配制的Ni55及納米WC粉末充分混合；采用同軸送粉方法，通過大功率半導體激光器掃描，將合金粉末熔覆在環(huán)模內(nèi)表面的堆焊層上；對熔覆后的環(huán)模進行熱處理；對冷卻后的環(huán)模進行機械加工，獲得尺寸、形狀及精度均得到標準的環(huán)模。本發(fā)明工藝簡單、可控性強、能源消耗少，實現(xiàn)了磨損后環(huán)模的修復，并且修復后的環(huán)模性能良好，使用壽命長。
【專利說明】[0001]

【技術領域】本發(fā)明涉及一種模具的修復方法，特別是一種制粒機用環(huán)模的修復方 法。 一種環(huán)模的修復方法

【背景技術】 [0002] 環(huán)模制粒機因其所制顆粒品質(zhì)好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，在飼料工業(yè)、生 物能源產(chǎn)業(yè)等相關領域得到廣泛應用。目前，我國環(huán)模制粒機依然存在穩(wěn)定性差、使用壽命 短、能耗高等不足，嚴重制約了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此開展高穩(wěn)定、低能耗環(huán)模制粒關鍵技術 的研究對于提升我國制粒機產(chǎn)品設計水平，增強制粒機產(chǎn)品的國際競爭力，進而促進飼料 工業(yè)與生物能源顆粒領域的發(fā)展具有重要的理論意義與實用價值。
[0003] 目前，國內(nèi)外尚未出現(xiàn)對失效后的環(huán)模進行修復的技術方法。針對如何提高環(huán)模 壽命問題，國內(nèi)外開展的研究工作，主要集中在材料冶煉過程中合金化學成分配比、熱處理 工藝以及優(yōu)化機械結構等方面，但是由于環(huán)模母材的價格、耐磨性及韌性等指標難以兼顧， 不具備良好的適應性。所以，對環(huán)模進行修復再制造，是提高環(huán)模使用壽命，保證企業(yè)正常 生產(chǎn)，進而提高經(jīng)濟效益的重要途徑。


【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單，可控性強，能源消耗少，成本 低，對環(huán)境污染小，不僅使環(huán)模可連續(xù)使用，而且性能更好、使用壽命長的環(huán)模的修復方法。 本發(fā)明主要是利用激光熔覆對環(huán)模模孔進行修復。
[0005] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0006] (1)對環(huán)模制粒機設備進行解體拆卸，清洗，打標識，檢測尺寸，確定環(huán)模磨損部位 及其磨損量；根據(jù)檢測結果，去除環(huán)模的磨損疲勞層，去掉1?4_，以出現(xiàn)新的加工面。
[0007] (2)將環(huán)模內(nèi)表面模孔加入棒料，再進行堆焊，堆焊材料為普通碳鋼焊條；堆焊完 成后，對堆焊層進行車削處理，得到不含孔洞等缺陷的堆焊層，預留1?4mm的激光熔覆余 量。
[0008] (3)采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保環(huán)模堆焊層無表面和內(nèi)部缺陷。
[0009] (4)將100-320目Ni55粉末與1200?1600目納米WC粉末按比例進行混合，其 中Ni55粉末占總質(zhì)量的97%?99%，納米WC粉末占總質(zhì)量的1 %?3% ;制備時，將按比 例配制好的Ni55粉末和納米WC粉末放入機械式混粉器中，混合1?2小時，制得Ni55與 納米WC合金粉末。
[0010] (5)將環(huán)模固定在激光加工機床上，采用半導體激光器掃描，設定激光器熔覆工藝 參數(shù)為：功率？ = 800?38001、矩形光斑2父8_、搭接率10?50%、掃描速度￥=100? 720mm/min，對待修復表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆；送粉速度為150?200g/min， 將Ni55與納米WC合金粉末在環(huán)模表面熔覆熔覆3?5層，合金熔覆層厚度達到3?5mm。
[0011] (6)對激光熔覆后的環(huán)模進行去應力退火，溫度為300?500°C，保溫2?4小時， 然后隨爐緩冷。
[0012] (7)按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆后的環(huán)模進行機械加工。
[0013] (8)對加工后的環(huán)模進行表面著色探傷，檢測是否有影響環(huán)模機械性能的缺陷，保 證環(huán)模的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均得到合格標準。
[0014] 本發(fā)明通過納米WC作為增強相，可使得熔覆層內(nèi)部顆粒結合緊密，致密性提高。 另外納米WC顆粒表面平滑，在摩擦副接觸表面起"微滾針"的作用，將部分滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)?滾動摩擦，有利于降低摩擦系數(shù)從而使得環(huán)模具有高壽命、高耐磨性、高強度等優(yōu)異綜合特 性。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：
[0016] 1、工藝簡單，可控性強，成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)；
[0017] 2、修復的制粒機環(huán)模工作表面合金層中彌散著大量的納米WC顆粒增強相，具有 理想的硬度及耐磨損性能，其使用壽命相比通過滲碳工藝獲得的制粒機環(huán)模壽命提高3倍 以上，具有突出的經(jīng)濟效益和社會效益；

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為修復前的制粒機環(huán)模示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明修復后的制粒機環(huán)模示意圖。

【具體實施方式】
[0020] 實施例1
[0021] 首先對環(huán)模制粒機設備進行解體拆卸，清洗，打標識，檢測尺寸，確定環(huán)模1 (如圖 1所示）磨損部位及其磨損量，單邊磨損量達到了 4mm ;根據(jù)檢測結果，再去除環(huán)模的磨損 疲勞層1mm ;將環(huán)模內(nèi)表面模孔中添加棒料，然后進行堆焊，堆焊材料為普通碳鋼焊條；堆 焊完成后，對堆焊層2(如圖2所示）進行車削處理，得到不含孔洞等缺陷的堆焊層，預留 2mm的激光熔覆余量；采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保環(huán)模堆焊層無表面和內(nèi)部缺陷；將 100-320目的Ni55粉末與1200-1600目的納米WC粉末按比例放入機械式混粉器中混合 2小時，其中Ni55粉末占總質(zhì)量的97 %，納米WC粉末占總質(zhì)量的3 % ;將環(huán)模固定在激光 加工機床上，采用同軸送粉方法，通過半導體激光器對環(huán)模內(nèi)表面進行激光熔覆，功率P = 20001、矩形光斑2父8_、搭接率30%、掃描速度￥ = 300臟/1^11;送粉速度為18(^/1^11，將 Ni55與納米WC合金粉末在環(huán)模表面熔覆3層，合金熔覆層3 (如圖2所示）厚度達到3mm ; 對激光熔覆后的環(huán)模進行去應力退火，溫度為480°C，保溫2小時，然后隨爐緩冷；按照圖紙 及有關技術要求對冷卻后的環(huán)模進行機械加工；對加工后的環(huán)模進行表面著色探傷，檢測 是否有影響環(huán)模機械性能的缺陷。對環(huán)模加工精度檢測，并對其進行校核，檢驗其修復質(zhì)量 是否合格，檢驗合格后在成品件涂防銹油，最后進行包裝。
[0022] 實施例2
[0023] 首先對環(huán)模制粒機設備進行解體拆卸，清洗，打標識，檢測尺寸，確定環(huán)模磨損部 位及其磨損量，單邊磨損量達到了 4mm ;根據(jù)檢測結果，再去除環(huán)模的磨損疲勞層2mm ;將環(huán) 模內(nèi)表面模孔加棒料，然后進行堆焊，堆焊材料為普通碳鋼焊條；堆焊完成后，對堆焊層進 行車削處理，得到不含孔洞等缺陷的堆焊層，預留3mm的激光熔覆余量；采用磁粉探傷和超 聲波探傷，確保環(huán)模堆焊層無表面和內(nèi)部缺陷；將100-320目的Ni55粉末與1200-1600目 的納米WC粉末按比例放入機械式混粉器中混合2小時，其中Ni55粉末占總質(zhì)量的98%，納 米WC粉末占總質(zhì)量的2 % ;將環(huán)模固定在激光加工機床上，采用同軸送粉方法，通過半導體 激光器對環(huán)模內(nèi)表面進行激光熔覆，功率P = 2500W、矩形光斑2 X 8mm、搭接率20 %、掃描速 度V = 400mm/min ;對環(huán)模內(nèi)表面采用同軸送粉方法進行激光烙覆，送粉速度為150g/min, 將Ni55與納米WC合金粉末在環(huán)模表面熔覆4層，合金熔覆層厚度達到4mm ;對激光熔覆后 的環(huán)模進行去應力退火，溫度為380°C，保溫3小時，然后隨爐緩冷；按照圖紙及有關技術要 求對冷卻后的環(huán)模進行機械加工；對加工后的環(huán)模進行表面著色探傷，檢測是否有影響環(huán) 模機械性能的缺陷；對環(huán)模加工精度檢測，并對其進行校核，檢驗其修復質(zhì)量是否合格，檢 驗合格后在成品件涂防銹油，最后進行包裝。
[0024] 實施例3
[0025] 首先對環(huán)模制粒機設備進行解體拆卸，清洗，打標識，檢測尺寸，確定環(huán)模磨損部 位及其磨損量，單邊磨損量達到了 3. 5mm ;根據(jù)檢測結果，再去除環(huán)模的磨損疲勞層2mm ;將 環(huán)模內(nèi)表面模孔加棒料，然后進行堆焊，堆焊材料為普通碳鋼焊條；堆焊完成后，對堆焊層 進行車削處理，得到不含孔洞等缺陷的堆焊層，預留2mm的激光熔覆余量；采用磁粉探傷和 超聲波探傷，確保環(huán)模堆焊層無表面和內(nèi)部缺陷；將100-320目的Ni55粉末與1200-1600 目的納米WC粉末按比例放入機械式混粉器中混合2小時，其中Ni55粉末占總質(zhì)量的99%， 納米WC粉末占總質(zhì)量的1 % ;將環(huán)模固定在激光加工機床上，采用同軸送粉方法，通過半導 體激光器對環(huán)模內(nèi)表面進行激光熔覆，功率P = 3000W、矩形光斑2X8mm、搭接率10%、掃 描速度V = 500mm/min ;對環(huán)模內(nèi)表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，送粉速度為200g/ min，將Ni55與納米WC合金粉末在環(huán)模表面熔覆3層，合金熔覆層厚度達到3mm ;對激光熔 覆后的環(huán)模進行去應力退火，溫度為300°C，保溫4小時，然后隨爐緩冷；按照圖紙及有關 技術要求對冷卻后的環(huán)模進行機械加工；對加工后的環(huán)模進行表面著色探傷，檢測是否有 影響環(huán)模機械性能的缺陷；對環(huán)模加工精度檢測，并對其進行校核，檢驗其修復質(zhì)量是否合 格，檢驗合格后在成品件涂防銹油，最后進行包裝。
[0026] 實施例4
[0027] 首先對環(huán)模制粒機設備進行解體拆卸，清洗，打標識，檢測尺寸，確定環(huán)模磨損部 位及其磨損量，單邊磨損量達到了 4mm ;根據(jù)檢測結果，再去除環(huán)模的磨損疲勞層3mm ;將環(huán) 模內(nèi)表面模孔加棒料，然后進行堆焊，堆焊材料為普通碳鋼焊條；堆焊完成后，對堆焊層進 行車削處理，得到不含孔洞等缺陷的堆焊層，預留4mm的熔覆余量；采用磁粉探傷和超聲波 探傷，確保環(huán)模堆焊層無表面和內(nèi)部缺陷；將100-320目的Ni55粉末與1200-1600目的納 米WC粉末按比例放入機械式混粉器中混合2小時，其中Ni55粉末占總質(zhì)量的97%，納米 WC粉末占總質(zhì)量的3 % ;將環(huán)模固定在激光加工機床上，采用同軸送粉方法，通過半導體激 光器對環(huán)模內(nèi)表面進行激光熔覆，功率P = 2000W、矩形光斑2X8mm、搭接率50%、掃描速 度V = 300mm/min ;對環(huán)模內(nèi)表面采用同軸送粉方法進行激光烙覆，送粉速度為180g/min, 將Ni55與納米WC合金粉末在環(huán)模表面熔覆5層，合金熔覆層厚度達到5mm ;對激光熔覆后 的環(huán)模進行去應力退火，溫度為400°C，保溫2小時，然后隨爐緩冷；按照圖紙及有關技術要 求對冷卻后的環(huán)模進行機械加工；對加工后的環(huán)模進行表面著色探傷，檢測是否有影響環(huán) 模機械性能的缺陷；對環(huán)模加工精度檢測，并對其進行校核，檢驗其修復質(zhì)量是否合格，檢 驗合格后在成品件涂防銹油，最后進行包裝。
[0028] 實施例5
[0029] 首先對環(huán)模制粒機設備進行解體拆卸，清洗，打標識，檢測尺寸，確定環(huán)模磨損部 位及其磨損量，單邊磨損量達到了 5mm ;根據(jù)檢測結果，再去除環(huán)模的磨損疲勞層2mm ;將環(huán) 模內(nèi)表面模孔加棒料，然后進行堆焊，堆焊材料為普通碳鋼焊條；堆焊完成后，對堆焊層進 行車削處理，得到不含孔洞等缺陷的堆焊層，預留4mm的激光熔覆余量；采用磁粉探傷和超 聲波探傷，確保環(huán)模堆焊層無表面和內(nèi)部缺陷；將100-320目的Ni55粉末與1200-1600目 的納米WC粉末按比例放入機械式混粉器中混合1. 5小時，其中Ni55粉末占總質(zhì)量的98%， 納米WC粉末占總質(zhì)量的2 % ;將環(huán)模固定在激光加工機床上，采用同軸送粉方法，通過半導 體激光器對環(huán)模內(nèi)表面進行激光熔覆，功率P = 3800W、矩形光斑2X8mm、搭接率20%、掃 描速度V = 720mm/min ;對環(huán)模內(nèi)表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，送粉速度為200g/ min，將Ni55與納米WC合金粉末在環(huán)模表面熔覆5層，合金熔覆層厚度達到5mm ;對激光熔 覆后的環(huán)模進行去應力退火，溫度為500°C，保溫2小時，然后隨爐緩冷；按照圖紙及有關 技術要求對冷卻后的環(huán)模進行機械加工；對加工后的環(huán)模進行表面著色探傷，檢測是否有 影響環(huán)模機械性能的缺陷；對環(huán)模加工精度檢測，并對其進行校核，檢驗其修復質(zhì)量是否合 格，檢驗合格后在成品件涂防銹油，最后進行包裝。
[0030] 實施例6
[0031] 首先對環(huán)模制粒機設備進行解體拆卸，清洗，打標識，檢測尺寸，確定環(huán)模磨損部 位及其磨損量，單邊磨損量達到了 2. 5mm ;根據(jù)檢測結果，去除環(huán)模的磨損疲勞層3mm ;將環(huán) 模內(nèi)表面模孔加棒料，然后進行堆焊，堆焊材料為普通碳鋼焊條；堆焊完成后，對堆焊層進 行車削處理，得到不含模孔的堆焊層，預留4mm的激光熔覆余量；采用磁粉探傷和超聲波探 傷，確保去環(huán)模堆焊層無表面和內(nèi)部缺陷；將100-320目的Ni55粉末與1200-1600目的納 米WC粉末按比例放入機械式混粉器中混合1小時，其中Ni55粉末占總質(zhì)量的99%，納米 WC粉末占總質(zhì)量的1% ;將環(huán)模固定在激光加工機床上，采用同軸送粉方法，通過半導體激 光器對環(huán)模內(nèi)表面進行激光熔覆，功率P = 800W、矩形光斑2X8mm、搭接率30%、掃描速度 V = 100mm/min ;對環(huán)模內(nèi)表面采用同軸送粉方法進行激光烙覆，送粉速度為150g/min，將 Ni55與納米WC合金粉末在環(huán)模表面熔覆5層，合金熔覆層厚度達到5mm ;對激光熔覆后的 環(huán)模進行去應力退火，溫度為300°C，保溫4小時，然后隨爐緩冷；按照圖紙及有關技術要求 對冷卻后的環(huán)模進行機械加工；對加工后的環(huán)模進行表面著色探傷，檢測是否有影響環(huán)模 機械性能的缺陷；對環(huán)模加工精度檢測，并對其進行校核，檢驗其修復質(zhì)量是否合格，檢驗 合格后在成品件涂防銹油，最后進行包裝。
【權利要求】
1. 一種環(huán)模的修復方法，其特征在于： (1) 對環(huán)模制粒機設備進行解體拆卸，清洗，打標識，檢測尺寸，確定環(huán)模磨損部位及其 磨損量；根據(jù)檢測結果，去除環(huán)模的磨損疲勞層； (2) 將環(huán)模內(nèi)表面模孔加入棒料，再進行堆焊，堆焊材料為普通碳鋼焊條，堆焊完成后， 對堆焊層進行車削處理，得到不含孔洞等缺陷的堆焊層，預留1?4mm的激光熔覆余量； (3) 采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保環(huán)模堆焊層無表面和內(nèi)部缺陷； (4) 將按比例配制好的Ni55粉末和納米WC粉末放入機械式混粉器中混合，制得Ni55 與納米WC合金粉末； (5) 將環(huán)模固定在激光加工機床上，采用半導體激光器掃描，設定激光器熔覆工藝參 數(shù)，對待修復表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，送粉速度為150?200g/min，將Ni55與 納米WC合金粉末在環(huán)模表面熔覆3?5層，合金熔覆層厚度達到3?5mm ; (6) 對激光熔覆后的環(huán)模進行去應力退火，溫度為300?500°C，保溫2?4小時，然后 隨爐緩冷； (7) 按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆后的環(huán)模進行機械加工； (8) 對加工后的環(huán)模進行表面著色探傷，檢測是否有影響環(huán)模機械性能的缺陷，保證環(huán) 模的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均得到合格標準。
2. 根據(jù)權利要求1所述的環(huán)模的修復方法，其特征在于：激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率 ? = 800?38001、矩形光斑2父8111111、搭接率10?50%、掃描速度￥=100?720臟/11^11。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的環(huán)模的修復方法，其特征在于：將100-320目Ni55粉末 與1200?1600目納米WC粉末按比例進行混合，其中Ni55粉末占總質(zhì)量的97 %?99%， 納米WC粉末占總質(zhì)量的1 %?3%。
4. 根據(jù)權利要求3所述的環(huán)模的修復方法，其特征在于：將按比例配制好的Ni55粉末 和納米WC粉末放入機械式混粉器中混合1?2小時。
5. 根據(jù)權利要求4所述的環(huán)模的修復方法，其特征在于：去除環(huán)模的磨損疲勞層，去掉 1?4mm,以出現(xiàn)新的加工面。
【文檔編號】C23C24/10GK104084748SQ201410261064
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】張云江, 楊帆 申請人:唐山市豐南區(qū)天澤科技有限公司